基于有限元法的湿式离合器热结构耦合分析.pdf

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1、基于有限元法的湿式离合器热结构耦合分析口张家元口宋志文口李长庚口丁普贤1．中南大学能源科学与1二程学院长沙4100832．中南大学物理与电子学院长沙410083摘要：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，O．11S时达到最高温度149℃，0．10S时达到最大等效应力133MPa；沿径向，温度先升高后降低，最高温度靠近外端面，中

2、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关键词：湿式离合器摩擦片仿真计算温度场应力场中图分类号：TH132．2文献标识码：A文章编号：1000—4998f2015)05—0004—05Abstract：ItadoptedANSYSsoftwareforfiniteelementanalysisandintroducedindirectcouplingmethodtocompletesimulatedcalculationandanalysedofthetemperatur

3、efieldandstressfieldduringslidingfrictiongeneratedbythefrictiondiscsofthewetclutch．Thecalculationtookintoaccountthedistributionofthefrictionalheatbetweenthefrictiondiscandthepairingsteeldiscsandheatexchangeamongfrictiondiscsandambientairwithaconsiderationofavarietyofdisplacementconstrai

4、nts．Thefindingsdemonstrated：Themaximumtemperatureandmaximumstressofthefrictiondiscswerepresentedtothefrictionsurfaceintheprocessofslidingfriction．thehighesttemperature一149qCwasreachedwithin0．1lSwhilethemaximumequivalentstress—l33MPawasreachedwithin0．10S．Thetemperaturewasincreasedfirstan

5、dthen．decreasedinradialdirection，themaximumtemperaturewasnearbytheouterend；Thecenterpotionpresentedlargerstresswhilebothsidesgotlowerstressshowingamajorstressgradient．Whenthefrictionfactorandpressurewereincreased，theengagingtimewassho~enedwhiletheheatfluxdensitywasincreasedandthemaximum

6、temperatureandthemaximumequivalentstressofthefrictiondiscswereincreasedaccordingly．KeyWords：WetClutchFrictionDiscSimulatedCalculationTemperatureFieldStressField湿式离合器是接合部件在有润滑条件下工作的离究，张金乐等人在分析过程中忽略了摩擦片和对偶合器．广泛应用于履带车辆及大型工程机械上。湿式离钢片外端面与外界空气的热交换；林腾蛟等人l4未考合器的一对摩擦副由一对圆环形粉末冶金摩擦片和对虑热机耦合作用，利用有限元

7、法对离合器空转和接合偶钢片组成，摩擦片则由摩擦衬片和摩擦基片烧结而过程进行了研究；霍晓强等人建立二维模型对摩擦成。离合器在接合的短暂时间内，摩擦片产生大量的摩片的温度场进行仿真研究。国外学者也对摩擦副开展擦热，很有可能造成摩擦片烧结、翘曲等故障”。了广泛的研究．PZagrodzki和SATrunconeE对离合器国内研究主要集中在摩擦片温度场和应力场研热斑的形成进行了研究：PZagrodzkiE7]利用有限元空间离散和模式叠加方法求解了摩擦副的瞬态热弹性过收稿日期：2014年11月华北电力大学，2005(2)．f9]何江．非开挖铺设地下管线技术的发展