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。     

湿式离合器摩擦片接合过程温度场分析

建立某型矿用机车摩擦离合器的动力学模型,采用欧拉方法求解主从动摩擦片接合过程的角速度及热流密度。建立湿式离合器接合过程摩擦片径向热传导方程,采用微分求积法离散热传导方程及边界条件,并利用龙格-库塔法计算矿用机车名义和满载载荷情况下摩擦片的温升值随时间和半径的变化。计算结果表明,离合器接合过程摩擦片的径向温升值随着时间和半径的增大而增大,且载荷越大,接合时间越长,温升值越高。该结论为摩擦离合器的设计与性能分析提供了一定的理论基础。     

湿式摩擦离合器摩擦片油槽对瞬态传热的影响

计算了湿式摩擦离合器摩擦片的热流密度和对流换热系数,建立了考虑油槽结构的摩擦片三维瞬态热传导有限元模型.借助ANSYS软件,分析了不同油槽宽度摩擦片的瞬态温度场,给出了摩擦片最高温度随时间的变化曲线和径向温度分布规律.结果表明,摩擦片最高温度出现在结合时间段中间附近,随油槽宽度增加摩擦片最高温度略有降低;由于油槽的影响,摩擦片径向温度呈阶跃分布,结合完成后摩擦片表面出现椭圆形热斑.     

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。     

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。     

离合器摩擦片非稳态温度场的计算

本文对片式摩擦离合器的热负荷进行了理论分析、计算和试验研究。文中考虑了影响离合器热负荷的冷却油流量、油温、环境温度以及离合器几何尺寸等多种因素,对离合器的接合、脱开以及连续接合、脱开过程进行了建模和动态分析,提出了片式离合器摩擦片非稳态温度场数值计算的方法。根据试验和计算结果,推荐使用“摩擦面许用瞬时温度”作为衡量摩擦片热负荷极限的一个指标,为离合器的设计和选型提供依据。     

基于有限元法的湿式离合器热结构耦合分析

运用ANSYS有限元分析软件,采用间接耦合方法,对湿式离合器摩擦片在滑摩过程中的温度场、应力场进行仿真计算和分析。计算过程考虑了摩擦热在摩擦片和对偶钢片间的分配情况、摩擦片和外界空气的热交换,并考虑了各种位移约束。研究结果表明:在滑摩过程中摩擦片的最高温度和最大应力均出现在摩擦表面,0.11 s时达到最高温度149℃,0.10 s时达到最大等效应力133 MPa;沿径向,温度先升高后降低,最高温度靠近外端面,中间部分应力较大,两侧应力较低,存在较大的应力梯度;增大摩擦因数和压力,接合时间缩短,热流密度增加,摩擦片的最大温度和最大等效应力均相应增加。     

湿式换档离合器摩擦片摩擦磨损特性试验研究

介绍了综合传动湿式换档离合器工作原理,基于离合器摩擦片的结构与材料成分特征,分析了转速、裁荷和温度对摩擦片摩擦特性的影响;通过搭建的离合器摩擦片摩擦磨损试验台,验证了摩擦片摩擦因数随滑磨转速增大而减小,随结合油压升高而降低的规律;通过温度测试发现了结合过程中摩擦片中部温度较高,内外边缘处温度较低,多次结合试验后内齿摩擦片中部靠外部分磨损比较严重.     

换档离合器瞬态温度数值模拟

针对引起自动变速箱换档离合器摩擦片失效的主要原因---接合过程中摩擦片滑动摩擦发热,建立摩擦片的二维传热模型,详细分析换档离合器接合过程中热传导二维温度场的各种边界条件,应用Peaceman-Rachford有限差分法对换档离合器二维温度场进行计算机模拟,并对结果进行分析与讨论,为换档离合器的设计及研究提供理论依据.     

湿式多片摩擦离合器接排过程热结构耦合分析

针对船用齿轮箱湿式多片摩擦离合器,考虑摩擦片与摩擦片座外花键、对偶片与离合器齿轮内花键间摩擦力作用,分析了摩擦片副间的正压力和花键齿间摩擦力的分布规律,并计算了摩擦片副的热流密度及对流换热系数;利用ANSYS建立了多对摩擦片副的热弹接触有限元分析模型,通过瞬态热结构耦合分析,得出接排过程中摩擦片副间温度云图及温度沿径向、轴向分布规律,同时分析了摩擦片的热弹变形及片间接触压力。     

离合器摩擦过程中的温度研究

利用传热学的及有限元的理论,建立摩擦对偶盘在工作过程中的导热微分方程及有限元计算方程,计算其工作过程中的温度分布,并在现有的实验台上通过实验加以验证。     

摩托车湿式摩擦离合器性能试验台的研制

介绍了作者参与研制的摩托车湿式离合器性能试验台的工作原理、湿式离合器性能测试的原理和方法、试验台的功能及其实现手段。     

A Refined Friction Modeling for Lubricated Metal Forming Process

In spite of the existence of a well-developed realistic friction model, it has only been applied to the simple geometric problems, such as the axisymmetric and plane strain conditions, where the formulations of lubricant transport can be decomposed into two characteristic equations. Accordingly, a unified procedure of combining the current lubrication/friction model and finite element code of metal forming has been developed in this article for either steady or unsteady three-dimensional process including both axisymmetric and plane strain cases. In the part of the lubrication analysis, a finite element method is derived for the average Reynolds equation that is appropriated for 3-D metal forming process, and regardless of whether the tooling/workpiece surfaces are in contact or not. With regard to the theory of asperity contact, in addition to the well-known smoothing and roughening effects, significant deformation of asperities could be caused by the elastic microwedges on the tool surface. The availability of the new friction model was proved by a published problem and an axisymmetric stretch forming process was therefore adopted as a benchmark. Numerical results showed that the present analysis provides a good agreement with the measured strain distributions.     

铝合金摩擦液柱成形有限体积法数值模拟

为了研究焊接参数对摩擦液柱成形过程的影响,建立了铝合金材料的三维模型,采用有限体积法对该模型进行了数值模拟,得到了塑性化铝合金的流动速度和压力分布情况,并且分析了焊接旋转速度与进给速度对流动速度和压力分布的影响。仿真结果表明,焊接棒附近流动速度较其他区域大,压力高的区域主要集中在焊接模型底部,进给速度对压力的影响大于旋转速度的影响,对于流动速度的影响主要取决于旋转速度。     

真空热处理炉温度场的有限元数值模拟

提出了一个描述真空热处理炉温度场的非线性有限元模型,该模型综合考虑了辐射传热、材料热物性随温度变化等非线性因素的影响。利用有限元软件MSC.Marc对400kW立式真空热处理炉的温度场进行了模拟计算。对炉温均匀性进行了实验测量,模拟结果与实验结果吻合较好。由此提供了一种良好的真空热处理炉虚拟生产手段,为真空热处理工艺参数优化奠定了理论基础。     

流固耦合在涡轮叶片瞬态传热仿真中的应用

为真实模拟超高速转子的工作性能,必须对涡轮叶片进行流体-热-结构耦合分析。将有限元软件中提供的流固耦合仿真技术应用到涡轮叶片瞬态传热计算中,利用ANSYS CFX建立了涡轮叶片与高温燃气的流固耦合传热模型,该模型既包括了固体与固体之间的接触传热,也包括了流体与固体之间的耦合传热。以某涡轮转子为例进行了流-固-热耦合分析仿真计算,获得叶片的瞬态温度场分布和热应力。在此基础上结合整个涡轮叶片的实际工作状况对其模拟结果进行定性分析,验证其分析方法的可行性,为实际涡轮叶片设计优化提供了理论依据,有助于叶片加工工艺方法的改进。     

高弹性气动双锥体离合器的热负荷研究

对高弹性气动双锥体离合器的热负荷问题进行了理论分析和研究,建立了相应的物理及数学模型。通过编制的软件,分析了可能影响动态温度场、应力场的影响因素。本研究将对高弹性气动双锥体离合器的动态设计及优化选型提供理论依据。     

机车制动盘三维瞬态温度场与应力场仿真

基于三维循环对称有限元模型,提出了机车制动盘制动过程中温度场和应力场的计算方法。讨论了边界条件和各种相关参数的确定方法,尤其是机车整个制动过程中制动盘换热系数的计算方法。同时运用有限元软件ANSYS7进行了制动盘及相关部件三维瞬态温度场和应力场的仿真与分析。仿真结果表明:在制动开始阶段,制动盘迅速升温,高温区集中在制动盘摩擦面表层,最高温度达220℃;制动过程结束后,整个制动盘有一段较长时间的降温过程;制动盘系统各部分的最大热应力-时间曲线变化规律不一致,但均满足材料强度要求。仿真结果与实验数据相符,证明了该三维有限元模型及其温度场计算方法的正确性。     

冷挤压弹塑性有限元模拟中摩擦条件的处理

根据流体动力润滑理论,建立冷挤压流体动力润滑模型,并将该模型引入有限变形弹塑性有限元中,对摩擦边界条件进行处理,得到冷挤压工艺中工件内部应力、应变的分布。