hmcvt换段离合器摩擦副的温度场仿真分析【字数:18923】
目录
HMCVT换段离合器摩擦副的温度场仿真分析 IV
摘 要 V
第一章 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外相关研究现状 2
1.3 本文研究内容和方法 3
1.4 本章小结 4
第二章 湿式离合器的相关理论分析 5
2.1 离合器工作原理及特点 5
2.2 摩擦副温度升高及失效的原因 6
2.3 摩擦副温度场理论分析 7
2.3.1 生热过程理论分析 7
2.3.2 热传导 8
2.3.3 热辐射 8
2.3.4 热对流 9
2.3.5 热传导微分方程 9
2.4 本章小结 10
第三章 摩擦副模型的建立 11
3.1 建立动力学简化模型 11
3.2 建立离合器摩擦副的模型 11
3.2.1 基本参数 11
3.2.2 绘制三维模型 12
3.3 模型网格化 13
3.4 传热学原理及边界条件的确定 15
3.4.1 基本原理 15
3.4.2 初始条件 16
3.4.3 边界条件 16
3.5 本章小结 18
第四章 有限元仿真与结果分析 19
4.1 有限元仿真分析步骤 19
4.2 仿真结果分析 19
4.2.1 空转阶段摩擦片温度场分布 19
4.2.2 接合阶段对偶钢片温度场分布 20
4.2.3 接合阶段摩擦片温度场分布 23
4.2.4 其他工况结果概况 24
4.3 本章小结 24
第五章 经济性分析与环保性分析 25
5.1 经济性分析 25
5.2环保性分析 25
第六章 结论与展望 26
6.1 结论与总结 26
6.2 展望 27
参考文献 28
附 录 30
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HMCVT换段离合器摩擦副的温度场仿真分析
摘 要
湿式离合器有别于传统的离合器,其离合器箱中含有润滑油,用来传递扭矩和冷却零件,广泛应用在车辆自动变速器中。湿式离合器的摩擦副放置于离合器箱体里并浸泡在油液中。冷却油液可使传递动力较平滑、柔和,离合器的使用寿命也较长,可传递较大力矩,故障率较低。离合器运行时需频繁接合断开,摩擦副不断接合、分离,经常处于滑摩状态,堆积大量热量,使摩擦副部分的温度明显升高。而离合器过热会出现故障甚至引发严重后果。所以本文开展湿式离合器摩擦副的温度场仿真分析,合理分析离合器温度变化,对解决摩擦副的过热问题、延长离合器使用寿命等方面有积极作用。
本文首先分析了解湿式离合器的结构及工作原理,简要分析了不同工况下离合器摩擦副温度场的变化,画出了离合器摩擦副的动力学简化模型;在ProE中建立了三维基本模型,随后用ABAQUS完成网格化,确定了挤压过程的边界条件,在仿真软件中使用对流换热系数代替流体作用效果,用不同转速、压力等数值代表不同工况,开展对离合器的热流仿真分析。最后分别得到对偶钢片和摩擦片接触面温度带的分布,即温度随时间变化的图像,并对结果进行讨论总结。
第二章主要进行了湿式离合器工作过程的理论分析,收集资料绘制模型,了解湿式离合器摩擦副的结构;掌握离合器分离、接合的工作原理和摩擦副的工作状态。根据工作状况了解摩擦副温度上升的机理,随后对摩擦生热和传热过程进行理论分析。查阅计算了滑摩功、热传导、导热微分方程等公式。建立了理论基础。
第三章进行三维模型的绘制和边界条件的计算。首先通过参考文献收集并确定相关参数,在Proe中绘制对偶钢片和摩擦片的三维模型,导入ABAQUS进行网格化,为仿真分析做好准备。在根据传热学基本原理进行边界条件的计算,主要计算得参数为热流密度和对流换热系数。将计算得到边界条件在ABAQUS中设置,开始仿真分析。
第四章得到了仿真分析的结果,选取不同时刻的温度场分布云图并整理,选取节点并绘制其温度随时间变化的曲线图。对结果进行解读,得出结论:摩擦副接触表面的温度场沿径向从内到外逐渐升高,趋势大致稳定。第五章进行了经济性与环保性分析,第六章进行了全文的总结与展望。
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