本文關(guān)鍵詞：濕式摩擦離合器熱流耦合動(dòng)態(tài)仿真及帶排轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)

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【摘要】：大型船用倒順離合型齒輪箱中濕式多片摩擦離合器一般成對(duì)安裝，當(dāng)一個(gè)處于接排狀態(tài)時(shí)，另一個(gè)處于脫排狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，，離合器過(guò)熱不僅可能出現(xiàn)在接排過(guò)程中，脫排狀態(tài)下也可能因摩擦片滑摩或潤(rùn)滑油剪切導(dǎo)致離合器過(guò)熱，并產(chǎn)生較大的帶排轉(zhuǎn)矩，造成能量損失。因此，開(kāi)展脫排狀態(tài)下離合器分片過(guò)程模擬及帶排轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)，對(duì)解決離合器過(guò)熱問(wèn)題，提高離合器效率具有重要的理論意義及工程應(yīng)用價(jià)值。 本文課題來(lái)源于重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究課題。針對(duì)脫排狀態(tài)下空轉(zhuǎn)時(shí)的濕式多片摩擦離合器，進(jìn)行流場(chǎng)動(dòng)態(tài)模擬及帶排轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)，主要研究工作如下： ①在ANSYS/CFX軟件中，建立了離合器潤(rùn)滑油流場(chǎng)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)離合器流場(chǎng)仿真，研究了離合器分片過(guò)程流場(chǎng)動(dòng)態(tài)特性及分片彈簧對(duì)分片狀態(tài)的影響，得出分片彈簧有利于油層厚度的均勻分布。 ②以流場(chǎng)仿真分析所得的實(shí)際油路模型為研究對(duì)象，結(jié)合油層剪切發(fā)熱原理，采用熱流耦合分析方法，計(jì)算離合器潤(rùn)滑油溫度場(chǎng)，得出油溫隨空轉(zhuǎn)速度的升高而升高，隨流量的增加而降低。 ③建立了含徑向油槽的片間潤(rùn)滑油層流體動(dòng)力學(xué)模型，基于牛頓內(nèi)摩擦原理，仿真分析了離合器的帶排轉(zhuǎn)矩。結(jié)果表明摩擦片上的油槽使帶排轉(zhuǎn)矩減小，且隨空轉(zhuǎn)速度的升高而增大，隨溫度的增加而減小。 ④以離合器片及片間流體為研究對(duì)象，結(jié)合計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)、傳熱學(xué)及結(jié)構(gòu)熱彈變形理論，采用熱流固耦合分析方法，計(jì)算了離合器空轉(zhuǎn)過(guò)程中摩擦副的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)及位移場(chǎng)，得出油壓隨油層厚度增加先減小后增大，溫度、應(yīng)力和位移均隨油層厚度增加而減小，隨轉(zhuǎn)速增大而增大。
【關(guān)鍵詞】：離合器 流場(chǎng)仿真 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) 帶排轉(zhuǎn)矩 熱流固耦合
【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】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：U664.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題的研究意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 流場(chǎng)動(dòng)態(tài)仿真研究現(xiàn)狀概述9-10
• 1.2.2 離合器空轉(zhuǎn)帶排轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)方面概述10-11
• 1.2.3 濕式摩擦離合器發(fā)熱問(wèn)題研究概述11-12
• 1.3 課題的主要研究?jī)?nèi)容12-14
• 2 離合器分片過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真14-32
• 2.1 引言14
• 2.2 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)理論14-19
• 2.2.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)基本控制方程14-17
• 2.2.2 湍流模型動(dòng)力學(xué)控制方程17-19
• 2.2.3 壁面函數(shù)法19
• 2.3 離合器油路結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)19-21
• 2.4 離合器片受力及運(yùn)動(dòng)分析21-22
• 2.5 離合器潤(rùn)滑油流場(chǎng)動(dòng)態(tài)仿真22-30
• 2.5.1 離合器油路有限元模型22-23
• 2.5.2 油路流場(chǎng)分析結(jié)果23-30
• 2.6 本章小結(jié)30-32
• 3 離合器油路流場(chǎng)的熱流耦合分析32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 能量守恒方程32-34
• 3.3 離合器油路的熱流耦合分析34-37
• 3.3.1 熱流耦合邊界條件34-35
• 3.3.2 離合器油路熱流耦合分析結(jié)果35-37
• 3.4 使用工況對(duì)潤(rùn)滑油溫度的影響37-41
• 3.4.1 主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速對(duì)潤(rùn)滑油溫度的影響37-39
• 3.4.2 入口流量對(duì)潤(rùn)滑油溫度的影響39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 4 離合器脫排空轉(zhuǎn)時(shí)的帶排轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)42-52
• 4.1 引言42
• 4.2 帶排轉(zhuǎn)矩理論分析42-45
• 4.2.1 帶排轉(zhuǎn)矩傳統(tǒng)計(jì)算公式42-43
• 4.2.2 帶排轉(zhuǎn)矩新計(jì)算模型43-45
• 4.3 不同摩擦片表面下帶排轉(zhuǎn)矩分析45-50
• 4.3.1 考慮摩擦片油槽45-47
• 4.3.2 不考慮摩擦片油槽47-50
• 4.5 本章小結(jié)50-52
• 5 離合器脫排空轉(zhuǎn)過(guò)程中的熱流固耦合分析52-64
• 5.1 引言52
• 5.2 熱流固耦合控制方程52-54
• 5.3 空轉(zhuǎn)狀態(tài)下熱流固耦合分析54-59
• 5.3.1 分析模型的建立54-56
• 5.3.2 耦合結(jié)果分析56-59
• 5.4 熱流固耦合影響因素分析59-63
• 5.4.1 油層厚度對(duì)摩擦副特性的影響59-61
• 5.4.2 主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速對(duì)摩擦副特性的影響61-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 6 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 結(jié)論64
• 6.2 展望64-66
• 致謝66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 附錄72
• 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：886963