【摘要】：濕式多片摩擦離合器廣泛應(yīng)用于艦船驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,是實(shí)現(xiàn)原動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)之間切斷和傳遞動(dòng)力的重要部件。隨著摩擦離合器朝著大功率、高轉(zhuǎn)速、輕量化方向的發(fā)展,離合器發(fā)熱現(xiàn)象愈加嚴(yán)重。研究發(fā)現(xiàn),離合器脫排狀態(tài)下的摩擦片間油層的劇烈剪切發(fā)熱,是引起離合器過熱的重要原因之一。因此開展?jié)袷蕉嗥Σ岭x合器多場耦合仿真及流場動(dòng)態(tài)優(yōu)化分析,對(duì)解決離合器過熱問題,提高離合器使用效率具有重要的理論意義及工程應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)脫排狀態(tài)下的濕式多片摩擦離合器,開展分片過程流場動(dòng)態(tài)仿真、熱流固多場耦合分析、離合器油路結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化等方面研究。論文的主要研究工作如下:(1)根據(jù)離合器結(jié)構(gòu)及離合器片受力情況,推導(dǎo)了濕式多片離合器分片過程瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)方程;借助ANSYS/CFX軟件,建立了離合器油路流場的參數(shù)化有限元模型,結(jié)合離合器片瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)方程,采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)對(duì)離合器進(jìn)行分片過程流場動(dòng)態(tài)仿真,研究了分片過程流場的動(dòng)態(tài)特性及各片間油層厚度的分布情況。(2)基于牛頓內(nèi)摩擦定律及油層剪切機(jī)理,建立了含徑向和周向油槽的離合器摩擦片帶排扭矩?cái)?shù)學(xué)模型,計(jì)算得出帶排扭矩解析解;建立了離合器片間潤滑油層參數(shù)化離散模型,采用有限元法計(jì)算得出帶排扭矩?cái)?shù)值解,并與解析解進(jìn)行了對(duì)比分析;而后研究了油槽形式、主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和潤滑油溫度對(duì)離合器帶排扭矩的影響。(3)針對(duì)分片過程仿真所得穩(wěn)定狀態(tài)油路模型,進(jìn)行離合器潤滑油路熱流耦合數(shù)值仿真,分析了油路的油壓及溫度分布情況;在此基礎(chǔ)上,以摩擦片、對(duì)偶片及片間流體為研究對(duì)象,建立了摩擦片副熱流固多場耦合分析模型,求得離合器的流場、溫度場、位移場和應(yīng)力場,研究了油層厚度及主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速對(duì)潤滑油壓力、溫度以及離合器片等效應(yīng)力、綜合位移的影響規(guī)律。(4)以離合器各油管直徑為設(shè)計(jì)變量,離合器油路潤滑油壓范圍為約束條件,各摩擦片及對(duì)偶片的片間油層厚度分布曲線的標(biāo)準(zhǔn)差為目標(biāo)函數(shù),建立了基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的離合器油路結(jié)構(gòu)參數(shù)化動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型,采用響應(yīng)面法優(yōu)化得出最佳油路結(jié)構(gòu),對(duì)比分析優(yōu)化前后離合器片間油層厚度分布,優(yōu)化效果良好。
【圖文】：

( )( )xy yy zyyv pv ft y x y z V向動(dòng)量守恒方程：( )( )yzxz zzzw pw ft z x y z V量守恒方程為：( )( )( )( )( )( )yxxx zxxxy yy zyyyzxz zzzu pu ft x x y zv pv ft y x y zw pw ft z x y z VVV 為流體密度；t為時(shí)間；p 為流體壓力；xf 、yf 、zf 分別為體積的分量； u 、 v 、 w 分別為速度矢量V 在 x、y、z 方向的分量。

圖 2.2 動(dòng)量守恒定律示意模型Fig.2.2 The sketchy model of momentum conservation principle③ 能量守恒方程由能量守恒定律可知，流體微元體中單位時(shí)間內(nèi)能量的增加量等于流入該體的凈能量同體力與面力對(duì)該微元體做功之和。如圖 2.3 所示，，為了便于分析中只給出了 x 方向的熱量通量，根據(jù)上述定律，可以得到能量守恒方程：
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U674.703.2

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本文編號(hào)：2548850