考虑摩擦副接触应力场和冷却流场的湿式离合器温度场分析

温度对湿式离合器摩擦副的摩擦特性和热失效具有重要影响。为了获取湿式离合器温度场的分布规律,建立摩擦副接触应力分布有限元模型和摩擦片沟槽内冷却流场数值计算模型,获得了摩擦副接触应力随离合器接合油压的变化规律和冷却流场对流换热随离合器转速的变化规律。在此基础上,提出考虑离合器摩擦副接触应力分布时变特性和冷却流场分布时变特性的离合器温度场数值计算模型。将所建温度场模型的仿真结果与试验结果作对比,验证了所建温度场模型的正确性。通过计算获得了湿式离合器接合过程中不同钢片在半径和厚度方向的温度分布规律,揭示了摩擦副接触应力场和摩擦片沟槽内冷却流场对离合器温度场的影响规律。结果表明,在离合器摩擦副半径方向上,摩擦副的温度分布规律与接触应力分布规律相一致。而摩擦片沟槽内冷却流场的对流换热主要影响离合器同步阶段的温度分布。     

基于有限单元法湿式离合器摩擦副温度场分析

温度对湿式离合器摩擦副的性能和寿命具有重要影响。针对某款变速箱湿式离合器的工作接合过程,以一档离合器为例,结合热分析和有限元理论分析,对摩擦生热过程中的热传导和热流密度进行分析,确定热传导边界条件和初始条件,并建立湿式摩擦副的温度分布函数,获得不同结合次数温度分布。基于ANSYS瞬态热分析模块,根据摩擦生热原理,建立摩擦副分析模型,获得工作过程中温度分布规律;对不同时间情况下,主、从片的温度分布进行分析;对比分析不同的油槽花纹与从动片尺寸对温度场的影响。对比分析结果可知:油槽花纹与其尺寸的选择对温度场分布影响较大;双圆弧形油槽综合最优;模型分析和理论分析结果的一致性验证分析方法的正确性;通过改变摩擦副材料物理属性、结构尺寸和加载条件来分析其他工况情况,进而得出不同条件下摩擦副温度分布的情况。     

湿式离合器热固耦合仿真分析与试验研究

基于混合动力变速箱湿式离合器的换挡滑摩过程,考虑油液强制冷却的热对流传热,建立摩擦副热仿真模型,采用热固耦合仿真分析方法,应用Abaqus有限元软件,得到滑摩工况下摩擦副应力与温度分布。通过离合器台架温升试验验证,对比仿真与试验数据之间的误差值,验证了仿真模型的准确性。     

液力变矩器闭锁过程仿真与不同摩擦副热固耦合分析

通过建立液力变矩器闭锁离合器的三维流固耦合模型,计算出整体温度场,模拟了闭锁离合器滑摩过程。建立动力传动系统的数学模型,基于Simulink解析闭锁滑摩过程中的各项参数变化,计算出了滑摩功。最终利用温度场分布以及闭锁过程的滑摩功的结果,在Workbench中分析了不同摩擦副的热流场变化情况。其中闭锁过程热固耦合分析可为车辆闭锁离合器的设计研究提供重要参考。     

湿式摩擦离合器摩擦片的热力耦合分析

在湿式摩擦离合器动力学研究的基础上,采用摩擦功率法对离合器接合过程的热流密度进行了计算。并讨论了摩擦片的对流换热问题,运用有限元技术建立摩擦片模型,对其温度场和应力场耦合情况进行了分析。研究结果表明,摩擦片径向温度随着半径逐渐增大,厚度方向温度升高主要位于摩擦片表面区域。摩擦片外圈区域出现周向拉应力,内圈区域为周向压应力;而摩擦表面出现径向压应力,摩擦片内部出现径向拉应力。该结论为摩擦离合器热失效分析提供了一定的理论基础。     

湿式双离合器摩擦副瞬态温度场特性仿真

针对湿式双离合器摩擦副热失效问题,以对偶钢片为研究对象,开展了离合器摩擦副瞬态温度场特性的仿真研究。依据摩擦副热学模型,计算片间热流密度及对流换热系数。建立对偶钢片有限元模型,以片间热流分配、摩擦副热传导及对流换热为基础建立边界条件,利用ANSYS进行有限元仿真,研究了起步工况以及不同运行参数下对偶钢片瞬态温度场分布。研究结果表明:滑摩过程中钢片上各点的温度随径向距离增加而上升,高温部分集中于外半径处,但在最大半径处有所下降。     

初始制动时预测湿式制动器热对流特性的积分方法

湿式制动器对重型车辆安全具有关键影响，以湿式制动器摩擦副间隙的冷却液压油（Automotive transmission fluid，ATF）为研究对象，考虑车辆初始制动阶段流体的黏性摩擦和层流流动特征，利用积分方法建立了摩擦副流体的非稳态能量方程，并获得了能同时满足轴向和径向边界条件的三维温度和热流密度显式解析表达式，通过简化动量方程和多项式分布假设也获得了径向速度和压力的理论解，与以往试验对比表明，压力和温度解析解与试验结果具有较好的一致性，理论模型有望推广用于液黏离合器等其他HVD装置的ATF速度场、温度场和热流密度场的理论预测。     

双作用电磁离合器多场耦合分析

随着第三代稀土永磁材料的发展,永磁-电磁式离合器得到广泛地研究和应用。双作用电磁离合器基于永磁-电磁结构,为应对需要扭矩双向传递的场合进一步发展而来的。阐述了双作用电磁离合器的结构和性能特点,提出了解决双作用电磁离合器应用中失效问题的电磁-热-固耦合分析思路。基于ANSYS平台将涡流载荷耦合到温度场分析模块,得到摩擦副-Ⅱ滑磨至完全接合过程中各部件的温度变化及分布。同时将温度场分析结果与其他机械载荷作为已知载荷,在力学分析模块对摩擦片进行热应力耦合仿真分析。分析结果表明:在接合过程中摩擦片和副从动盘接合面最高温度超过181℃,摩擦片最大热变形达到0.1103㎜。     

混合动力车辆湿式多片离合器径向矩形油槽宽度对温度场影响

为了进一步减少混合动力车辆湿式多片离合器摩擦过热现象并延长其使用寿命,以混合动力车辆湿式多片离合器为研究对象,建立湿式离合器摩擦副接合工况下瞬态传热模型,将湿式离合器摩擦盘径向矩形油槽宽度设置为分析变量,得到矩形油槽宽度对摩擦盘瞬态温度场的影响。研究结果表明,随着摩擦盘径向矩形油槽宽度的增加,湿式离合器最高温度将呈现下降趋势,但在角度范围内摩擦盘温度与摩擦盘几何特征存在较大的关联性,呈现一定的周期特性;径向矩形油槽宽度对湿式离合器温度场的影响进行了定性研究,为后续通过优化设计方法得到最佳矩形油槽宽度指明了方向。     

基于有限元法的湿式离合器摩擦界面温度场变化过程分析

应用ABAQUS软件建立湿式离合器单摩擦副有限元模型,采用直接耦合方法模拟单次接合过程,分析钢片接合面温度场在接合过程中的变化过程及热点与接触应力变化规律,探讨工作油压和相对转速的大小对温度场变化过程的影响。分析结果表明:钢片接触面温度场为非均匀分布且不对称,其分布状态与接触应力一致;相对转速达到极值时接触面开始出现高温点,并在之后的接合过程中表面温度极值位置不变,温度最高值出现在工作油压首次达到最大值;接触面热点数随工作油压的增加而增多,靠近外径边缘处最多;随着相对转速最大值的增加,钢片接合面终态压力场和应力场分布趋于均匀,但高温点总体数目增多,温度场整体分布较为不均匀;最大温度值的增加对最大相对速度较为敏感,高相对转速条件下易出现急剧温升,高工作油压下温升上升速率下降。     

基于光场相机的深度面光场计算重构

光场相机与传统相机不同,通过在主镜组和传感器间特定位置设置微透镜阵列,实现在采集物方光强的同时记录光线方向。为了重构物方光场,研究了基于光场相机的深度面计算重构算法,对该算法所采用的焦点堆栈、投影切片定理进行研究。首先,对四维光场定义及光场相机工作原理进行分析;建立了相机内部深度面重构模型,分析了投影切片定理在深度面获取的应用,并推导出不同深度面图像表达式;根据得到不同深度位置图像,研究了计算重构算法,搭建了含有微透镜阵列的微型单相机光场采集系统,采集原始光场,利用本文方法实现了物方光场的逆向重构。实验结果表明:利用本文重构算法,光场相机采集的物方光场可通过滤波计算方法逆向重构,通过重构光场数据可获得物方场景深度信息。本文深度面获取算法较其他算法节省30%以上的时间,各深度面图像峰值信噪比在25~30dB之间,实现了高精度、稳定可靠的计算光场重构。     

基于视差放大与超分辨率的三维光场腹腔镜标定

基于光场成像理论的三维腹腔镜是实现腹腔三维成像的重要研究方向,标定是光场腹腔镜实现三维成像的基础.针对光场带宽积与较小的光场视差会制约三维光场腹腔镜标定精度提升的问题,提出了一种视差放大方法,将直接计算光场视差的问题转换为间接计算两个特征点的距离问题,较大的特征点间距在光场图像中体现为易于检测的点-点间距和点-线间距,...     

Magnetic field effect on strain wave localization

Strain wave localization processes in constructional elements are considered. The effect of a magnetic field on the wave localization is studied.     

光栅尺在制造加工领域的应用

根据光栅尺在制造加工领域的应用,简述了光栅尺的概念、工作原理、检测机构设计和安装使用,结合使用中可能出现的故障问题提出了注意事项。     

Some comments on models for field enhancement

To estimate the apex field-enhancement factor gamma(a)associated with a pointed protrusion on a flat planar surface, the simple physical models of a 'floating sphere at emitter-plane potential' and a 'hemisphere on a post' are often discussed. The corresponding mathematical expressions have the form: gamma(a)=m+h/rho, where rho is the sphere or hemisphere radius, h is its 'height above the emitter plane', and m is a constant variously taken as 0, 2 or 3. Recent numerical simulations for the 'hemisphere on a post' model, reported elsewhere by two of us (CJE and GV) and by Kokkaris, Modinos and Xanthakis, have shown that all of these simple formulae significantly overpredict gamma(a) if h/rho is large. This article first reexamines the basis of these simple formulae and confirms that they are less secure than is sometimes thought. The formulae reported elsewhere as fits to the numerical results are then quoted and compared with the simple formulae, and with the known exact analytical result for the 'hemi-ellipsoid on a plane' model. Discrepancies can be rationalised. Some general conclusions are drawn.     

MEMS铁磁磁场传感器的研究

提出了一种新型的基于Si压阻效应的铁磁体MEMS磁场传感器结构,其结构由制作在硅桥敏感膜表面的惠斯通电桥和在膜中间旋涂环氧胶沾上铁磁体制成。铁磁体在外磁场中磁化产生磁力,磁力耦合到硅桥敏感膜上会产生应力使膜上的惠斯通电桥产生电压输出以达到测量磁场的目的。文章先通过有限元软件对铁磁体在磁场中的受力大小和磁场传感器在磁力下的输出进行了仿真,然后对该结构进行了测试,仿真结果和实验结果较接近。实验测得该传感器最大灵敏度为70 mV/T,分辨率为330μT。该磁场传感器结构简单、工艺成熟、成本低,易于大批量生产。     

基于三维场测量的脉冲漏磁检测技术

漏磁检测广泛应用于铁磁性材料缺陷检测.脉冲漏磁检测技术是一种新型电磁无损检测技术.缺陷的定量评估是无损检测的重要步骤之一.运用有限元法对管道周向外壁缺陷的漏磁场进行瞬态分析,分析了缺陷脉冲漏磁场Bx、By和Bz三维分量的分布特点,最后给出了仿真结果和试验结果,试验结果和仿真有很好的一致性.试验结果表明:综合脉冲漏磁场的三维峰值扫描电压可以对缺陷的长度和宽度进行检测,而三维分量差分信号中的过零时间随缺陷的深度变化而变化,且不随缺陷宽度的改变而改变,由此可以检测缺陷的深度.三维脉冲漏磁检测系统使缺陷的定量检测有了可能.     

基于近场互谱法的医用聚焦超声场多参数检测

为实现医用聚焦超声场声学性能快速、准确检测,提出基于近场互谱测量技术的声参数检测方法。首先介绍了近场互谱法测量原理,实现聚焦声场的声压、声强、声功率检测;然后在COMSOL下建立聚焦换能器辐射声场有限元模型,分析其声场聚焦特性和传播形态,给出检测方案;最后,搭建了实验平台,验证了该方法的有效性和正确性。结果表明,通过聚焦声场的近场声源面预测焦域的声压分布,估算声功率,实现了对聚焦超声场的多个声性能参数检测,且具有较高的精度,有望应用于医用换能器的现场检测,有效监控医用聚焦超声设备的声性能,保证设备安全使用且满足治疗效果。     

基于彩色CCD的高温场辐射测温方法

针对基于彩色CCD的高温场辐射测温问题,提出利用红、绿基色值进行比色测温来获取单一光圈快门组合内的最大测温范围,并进一步利用变换光圈快门组合来使得测温范围能够覆盖高温生产的常用温度范围;通过标定减少CCD光谱响应带宽和被测对象光谱发射率对测温精度的影响,提高测温精度.在此基础上,开发了CCD高温场测量仪.计量校准结果表明,测温仪具有较高的测温精度和实用性,能够满足常见高温生产过程对于温度测量的应用要求.