说明书-湿式离合器摩擦片热负荷测试系统与实验包箱设计(2)

Tien-Chen Jen 等一些人利用解析法与数值仿真的方法以及对湿式离合器的对偶钢片地温升进行了研究，预测出了对偶钢片地温升，并且用实验验证出了解析法与数值仿真法所得出的结论都具有准确性。Anderson 和 Zagrodzki 等研究出了摩擦的表面局部的高温点的生成机理，指出了局部的高温点的产生将会降低摩擦副的性能。国内外的学者大多对摩擦副地温度场与和热变形过程进行了研究，而对温度场与热应力场进行了联合研究的较

少，对于热失效与热变形的成因研究也比较少，对热应力地研究大多也只是给出了等效的应力，而并没有深入的探讨各个应力的分量对热失效及热变形的影响。

1.2.2 热弹不稳定性研究

当两个物体之间产生了摩擦运动时，摩擦热将会在接触面中生成，进而形成了不均匀的温度场，从而会导致结构的热变形的形成，反过来又改变了对摩擦的表面接触的压力的分布及摩擦热流的密度的分布。这是一种反馈的现象，在摩擦因数与相对滑动的速度较大的情况下，这种反馈通常会是一种正反馈，将会导致总接触面积的变小，局部的高温点的生成，最终会导致摩擦副发生了热弹性的不稳定现象。

热弹性的不稳定现象首次先由 Parker 和 Marshall 于 1948 年通过在火车的制动的试验中发现，Barber 于 1969 年才首先对这一现象开展了一些理论与实验研究，他发现了热变形会使得摩擦表面的接触压力变得不均匀，部分的区域接触的压力很高，而剩余的区域的较低，即形成了接触压力的集中，促使了摩擦表面的高温点的形成，当热变形地速度超过了材料的磨损的速度，整个接触的区域将会变得非常不稳定，并在最终会导致失效。对热弹性的不稳定现象进行严格的理论推导是由 Burton 等人在 1972 年完成的，他们建立出了二维摩擦副的模型，采用了扰动法进行了研究。Burton 等人又在摩擦副的压力的分布模型中又引入了初始的扰动，并研究扰动的发展状况，即上升、下降或者保持其不变的状况。他们也发现了当摩擦副的相对的滑动速度超过了一个临界速度的情况时，摩擦副将发生热弹性的不稳定现象，并且在每一种扰动模式所对应是一个临界速度，不同是扰动模式对应不同的临界速度，若相对的滑动速度并没有达到临界的速度，那么这项扰动终将会发生衰减。1973年，Burton 等人研究出了两块无限大的平板的摩擦接触的稳定性准则，确定出了稳定的边界条件，并且研究出摩擦副的材料、摩擦因数及相对滑动速度等对稳定性产生的影响，发现当摩擦的副摩擦材料的属性相近的情况下，只有当摩擦因数很高时的情况下才会产生热弹性的不稳定现象。之后 Barber 又研究了两个半无限体的热弹性接触的稳态通解的问题，通过用解析势能方程的方法得到了稳态热弹性方程的通解，并且在轴对称的问题中得出了验证。Burton 对于处理这类问题的方法与 Barber 会有所不同，他将摩擦副的表面压力分布表达成了一个幂级数的方式来求解，这种方法的收敛速度比 Barber 的方法将要慢得多。

在摩擦系统会达到稳态之前，都将经历过一个瞬态的过程，实际的工况下，很多的摩擦系统没准都达不到稳态，摩擦离合器尤其会如此，因此对于研究瞬态的过程显得尤为重要。Barber 等人又建立了制动器的非稳态的轴对称的模型，以研究制动器的设计参数与运行参数对其产生的达到的最大温度的影响，结果将会显示当制动的过程较长时，在摩擦表面更容易形成局部的高温点，而且整个摩擦副的温度也会较高。因此，在其他的工况都相同的情况下，制动的时间越短，摩擦副的平均温度就越低。Azarkhin 和 Barber 又深入的研究了两个半平面板以恒定的相对速度滑动时的瞬态过程，得到了这个问题的又一个瞬态解。近些年来，很多国外学者都对瞬态热弹性的不稳定行为也做出了很多的探索，Zagrodzki 用数值的仿真法分析了对时域内离合器与制动器的瞬态的热弹性问题。Seong-ho Ahn 等用数此外散热条件的多变性，以及对于摩擦材料物的理属性随温度的变化而变化，整个过程将是一个非常复杂的动态的过程。因此相对的滑动摩擦副产生的热问题将是一个相当复杂的大问题。

国内的学者，周建钊等在对研究工程机械的主离合器的工作特点的基础上，分析出了主离合器在工作时的热传导的过程，给出了热传导的数学模型与温升表达式，并且用数值解法求解了， 得出了摩擦片的温度的变化规律。林腾蛟等用有限元法对湿式摩擦离合器瞬态热传导过程进行了仿真，求解了空转和接合时摩擦片的热传导过程，并计算了离合器空转时的效率及润滑油出口油温。得到了离合器空转时，内外摩擦片的最高温度随摩擦因数及润滑油油压两者乘积的增大而增大，入口油温对摩擦片温度有一定影响；出口油温随单位面积的摩擦力的增加而升高，随流量的增大而降低等结论。蔡丹等采用实验方法研究了湿式摩擦离合器片表面载荷分布情况对其翘曲变形结果的影响，研究表明，湿式摩擦离合器片在不同工况条件下分别出现碟形翘曲与波浪形翘曲；在离合器内齿片外缘加载， 接合时热负荷集中于片外边缘区域，易引起离合器片的碟形翘曲；在离合器外齿片内缘加载，接合时热负荷集中于片内半径区域，易引起离合器片的波浪形翘曲。

高耀东等人通过了对摩擦离合器的接合过程的特点的分析，进而得出了一种基于试验的数据进行的离合器摩擦片温度场的分析的方法，能够精确的计算出各个摩擦片的径向与轴向的二维的温度场。汪成明等人以制动中地盘式制动器作为研究对象，建立出了盘式的制动器的有限元的模型，模型中考虑了制动盘与摩擦衬片间的相对滑动，利用了非线性的有限元多物理场的方法，模拟出了制动的过程中的温度应力分布的情况。王志刚分析出了制动器的摩擦副的摩擦热的产生扩散以及对摩擦副所有性能的影响，不同的对偶摩擦副的“热影响的表面层”摩擦性能的变化及“热分解的温度”的重要意义。黄健萌等人建立出了一个紧急制动的工况下的三维瞬态热－结构耦合的计算的模型，运用 了ANSYS 中的非线性有限元的多物理场方法，数值模拟盘式制动器的制动的过程。Tien-Chen Jen 等一些人利用解析法与数值仿真的方法以及对湿式离合器的对偶钢片地温升进行了研究，预测出了对偶钢片地温升，并且用实验验证出了解析法与数值仿真法所得出的结论都具有准确性。Anderson 和 Zagrodzki 等研究出了摩擦的表面局部的高温点的生成机理，指出了局部的高温点的产生将会降低摩擦副的性能。国内外的学者大多对摩擦副地温度场与和热变形过程进行了研究，而对温度场与热应力场进行了联合研究的较少，对于热失效与热变形的成因研究也比较少，对热应力地研究大多也只是给出了等效的应力，而并没有深入的探讨各个应力的分量对热失效及热变形的影响。PrMarklund 等人用小圆柱体等在盘片上滑动的简化模型进行了试验，模仿了湿式摩擦离合器的盘片在边界的润滑条件下的相对的滑动，研究出了不同的条件下的摩擦属性。

国内外的学者都大多对摩擦副的温度场与热变形进行了研究，反而对温度场与热应力场进行的联合研究的较少，对于热失效和热变形的成因的研究也比较少，对热应力的研究大多数也只是给出了等效的应力，而没有做深入的探讨各个应力分量对热失效与热变形的影响。目前国内的一些学者对摩擦副的热弹不稳定特性的研究还是很少，相关的资料还是很鲜见。

1.3 湿式多片摩擦离合器基本工作原理及几何模型

1.3.1 基本工作原理

湿式多片摩擦离合器是依靠对偶钢片与摩擦片之间的摩擦力来进行传动的，也正是因为摩擦力的作用下的滑摩运动才使得大量热量的生成，超过了一定限度之后最终将造 …… 此处隐藏：2804字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……