本文關(guān)鍵詞：電磁—熱—力耦合場(chǎng)下雙作用電磁離合器失效機(jī)制分析

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【摘要】：電磁離合器是機(jī)械產(chǎn)品中一種很常見(jiàn)的軸系傳動(dòng)部件,其應(yīng)用范圍涉及到工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)角落。隨著第三代稀土永磁材料特別是Nd-Fe-B永磁材料的發(fā)現(xiàn),永磁-電磁離合器的研究和應(yīng)用得到速度發(fā)展。雙作用電磁離合器是基于永磁-電磁結(jié)構(gòu),為應(yīng)對(duì)在某些機(jī)械裝置中需要雙向扭矩傳遞的場(chǎng)合進(jìn)一步發(fā)展而來(lái)的,使機(jī)器結(jié)構(gòu)更為緊湊和靈巧。國(guó)內(nèi)對(duì)雙作用電磁離合器的基礎(chǔ)研究較少,未能掌握其部分關(guān)鍵技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中,雙作用電磁離合器相關(guān)產(chǎn)品存在離合不徹底、故障頻繁、壽命短等缺陷。 雙作用電磁離合器采用電磁-永磁結(jié)構(gòu),與傳統(tǒng)電磁離合器相比結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,造成其失效的原因也很多,且各個(gè)因素之間互相影響,因此有必要從多學(xué)科、多角度針對(duì)雙作用電磁離合器進(jìn)行仿真和分析。 本文首先闡述了雙作用電磁離合器的工作原理和性能特點(diǎn),提出了研究雙作用離合器應(yīng)用中失效機(jī)制的分析思路。運(yùn)用Maxwell軟件對(duì)電磁力、渦流感應(yīng)熱等重要影響因素進(jìn)行了仿真分析,依托Workbench平臺(tái)將渦流感應(yīng)熱耦合到溫度場(chǎng)分析模塊,得到離合器摩擦副-Ⅱ端的溫度分布。同時(shí)將分析得到的溫度結(jié)果與其他機(jī)械載荷作為已知載荷,在力學(xué)分析模塊對(duì)摩擦副-Ⅱ零部件進(jìn)行仿真分析,得到摩擦片及副從動(dòng)盤(pán)的熱應(yīng)力分布。最后對(duì)離合器關(guān)鍵部件中心軸進(jìn)行靜力學(xué)分析,并針對(duì)剩磁、熱變形、中心軸變形等問(wèn)題提出了解決雙作用電磁離合器失效問(wèn)題的方法。從電磁-熱-固耦合角度對(duì)雙作用電磁離合器進(jìn)行研究較單因素分析更為準(zhǔn)確和全面,同時(shí)可以進(jìn)一步總結(jié)和完善解決永磁-電磁類(lèi)結(jié)構(gòu)中問(wèn)題的基本理論和基本方法,這也將促進(jìn)永磁技術(shù)在其它科技領(lǐng)域的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：雙作用電磁離合器 電磁-熱-力耦合 有限元 仿真
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.4
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 目錄11-14
• 插圖清單14-16
• 插表清單16-17
• 第一章 緒論17-26
• 1.1 引言17
• 1.2 常見(jiàn)電磁離合器分類(lèi)17-20
• 1.3 課題研究背景與意義20-23
• 1.4 國(guó)內(nèi)外研究概況23-25
• 1.4.1 國(guó)外關(guān)于摩擦副溫升及熱應(yīng)力研究現(xiàn)狀23-24
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)關(guān)于離合器摩擦副溫升及熱應(yīng)力研究現(xiàn)狀24-25
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容25-26
• 第二章 雙作用電磁離合器基本結(jié)構(gòu)及特性26-34
• 2.1 雙作用電磁離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理26-27
• 2.2 雙作用電磁離合器基本設(shè)計(jì)要求和特性27-29
• 2.2.1 離合器基本參數(shù)設(shè)計(jì)27-28
• 2.2.2 電磁離合器動(dòng)態(tài)特性28-29
• 2.3 雙作用電磁離合器失效機(jī)制分析29-32
• 2.3.1 剩磁效應(yīng)引發(fā)離合器失效29-30
• 2.3.2 主軸受力變形引發(fā)離合器失效30-31
• 2.3.3 熱變形引發(fā)離合器失效31-32
• 2.4 雙作用電磁離合器幾何模型及材料參數(shù)32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 雙作用電磁離合器電磁數(shù)值計(jì)算及仿真34-47
• 3.1 電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算理論34-40
• 3.1.1 電磁場(chǎng)數(shù)值方法的分類(lèi)34-35
• 3.1.2 Ansoft靜電磁力有限元計(jì)算原理35-37
• 3.1.3 渦流場(chǎng)有限元計(jì)算方法37-40
• 3.2 電磁力數(shù)值計(jì)算和有限元仿真40-44
• 3.2.1 電磁力數(shù)值計(jì)算40-42
• 3.2.2 Ansoft電磁力有限元仿真42-44
• 3.3 渦流熱分析及傳熱模型44-46
• 3.3.1 渦流集膚效應(yīng)44-45
• 3.3.2 渦流熱傳導(dǎo)數(shù)學(xué)模型45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 雙作用電磁離合器溫度場(chǎng)理論及有限元分析47-68
• 4.1 溫度場(chǎng)的有限元分析原理47-51
• 4.1.1 溫度場(chǎng)基本理論47-48
• 4.1.2 瞬態(tài)溫度場(chǎng)有限元法48-50
• 4.1.3 Workbench電磁熱耦合分析流程50-51
• 4.2 模型建立及網(wǎng)格劃分51-54
• 4.2.1 實(shí)體模型的建立方法51
• 4.2.2 實(shí)體模型接觸定義51-52
• 4.2.3 網(wǎng)格的劃分52-54
• 4.3 溫度場(chǎng)分析中重要參數(shù)的確定54-58
• 4.3.1 熱流密度的分配54-55
• 4.3.2 比熱容及導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算55-56
• 4.3.3 散熱系數(shù)的計(jì)算56-58
• 4.4 熱分析過(guò)程中熱源分析與計(jì)算58-63
• 4.4.1 線圈功率損耗分析58
• 4.4.2 電磁耦合渦流熱載荷58-60
• 4.4.3 摩擦過(guò)程中熱流密度計(jì)算60-63
• 4.5 熱載荷及邊界條件施加63-64
• 4.6 溫度場(chǎng)仿真結(jié)果與分析64-67
• 4.6.1 主動(dòng)盤(pán)摩擦片熱流及溫度分布64-66
• 4.6.2 主動(dòng)盤(pán)摩擦片熱流及溫度分布66
• 4.6.3 電磁鐵基座熱流及溫度分布66-67
• 4.7 本章小結(jié)67-68
• 第五章 雙作用電磁離合器熱應(yīng)力及主軸變形有限元分析68-83
• 5.1 熱應(yīng)力計(jì)算方法68-74
• 5.1.1 軸對(duì)稱模型熱應(yīng)力計(jì)算理論68-73
• 5.1.2 有限元求解彈性力學(xué)的基本方法73
• 5.1.3 熱固耦合分析方法73-74
• 5.2 熱應(yīng)力及中心軸有限元分析74-78
• 5.2.1 載荷及邊界施加74-75
• 5.2.2 摩擦副熱應(yīng)力分析75-76
• 5.2.3 中心軸形變及應(yīng)力分析76-78
• 5.3 雙作用電磁離合器失效分析及解決方法探究78-82
• 5.3.1 摩擦片熱變形引發(fā)失效分析78-80
• 5.3.2 摩擦副高溫引發(fā)離合器失效分析80-81
• 5.3.3 雙作用電磁離合器失效問(wèn)題解決方法探究81-82
• 5.4 本章小結(jié)82-83
• 第六章 總結(jié)及展望83-85
• 6.1 全文工作總結(jié)83
• 6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)83-84
• 6.3 工作展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況89

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李進(jìn)梅;王勇;;磁力機(jī)械轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的有限元分析[J];安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年03期

2 李非雪,張文明,方湄;濕式多片制動(dòng)器摩擦片溫度分布規(guī)律[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2001年06期

3 梁振光,唐任遠(yuǎn);大型變壓器三維瞬態(tài)渦流場(chǎng)場(chǎng)路耦合模型[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2003年05期

4 鄒本貴;曹延杰;王成學(xué);尚永爽;;單級(jí)同步感應(yīng)線圈炮電樞的磁場(chǎng)-溫度場(chǎng)有限元分析[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2011年02期

5 楊為;陸國(guó)棟;呂和生;劉陽(yáng);林利紅;;濕式多片摩擦離合器對(duì)偶鋼片熱-機(jī)耦合分析[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào);2011年09期

6 張金樂(lè);馬彪;張英鋒;李和言;;濕式換擋離合器溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)影響因素分析[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2010年06期

7 唐建國(guó);;三維流固耦合瞬態(tài)溫度場(chǎng)有限元程序[J];兵工學(xué)報(bào)(坦克裝甲車(chē)與發(fā)動(dòng)機(jī)分冊(cè));1990年03期

8 陳國(guó)金;殷小亮;龔友平;尹m榕，

本文編號(hào)：529875