车辆离合器局部高温区成因及影响因素理论研究

摩擦副表面的局部高温区会引起车辆离合器失效,基于热弹性不稳定性（TEI）理论,通过理论建模与分析的方法,得到系统稳定性的判断标准:临界速度及其变化规律,以及系统扰动的迁移速度. 通过对摩擦片与钢片的Peclet数分析,发现局部向于出现在对偶钢片. 通过对比临界速度,发现钢片呈现反对称变形. 采用较小弹性模量或者较大导热系数的摩擦材料,有助于提高系统稳定性,摩擦材料的热膨胀系数对稳定性影响较小.      

变形摩擦元件对系统热弹性不稳定性的影响

建立了压力扰动与摩擦元件固连的反对称模态热弹性不稳定模型,应用该模型计算得到了判断摩擦系统热弹性不稳定性的临界速度,分析了弹性模量、泊松比等材料参数对摩擦系统热弹性稳定性的影响,并与Yi Yun-bo和赵家昕的有限元模型进行了对比分析.结果表明,变形摩擦元件对换挡过程影响较大,对蠕行工况影响较小.三种常用摩擦片中,纸基摩擦片TEI临界速度最高,热弹性稳定性最优,石棉摩擦片次之,铜基摩擦片TEI临界速度最小,热弹性稳定性最差;摩擦系统TEI临界速度随对偶钢片比热、导热系数和摩擦片热膨胀系数的增加而增加;随对偶钢片和摩擦钢片弹性模量与泊松比的增加而减小.对偶钢片材料参数不变的前提下,减小摩擦材料比热、泊松比、导热系数和弹性模量,同时增大热膨胀系数可提高摩擦系统的TEI临界速度、提高系统热弹性稳定性.      

液黏离合器摩擦副热屈曲特性仿真分析

为了研究液黏离合器摩擦副软启动过程中的热屈曲变形,建立了对偶钢片轴对称热传导模型和热屈曲模型,获得了温度场的分布规律,通过有限元法求解了对偶钢片的屈曲变形模态及临界屈曲温度,并分析了约束条件对热屈曲特性的影响。结果表明:软启动结束时对偶钢片温度及径向温差均达到最大值,温度沿径向方向先上升后下降,厚度方向不存在温度梯度;第一阶屈曲模态具有最低的临界屈曲温度,为锥形变形,轴向位移沿半径方向呈线性分布;约束条件能够改变钢片的屈曲模态以及降低临界屈曲温度,为避免液黏离合器摩擦副发生热变形和热失效提供一定的理论依据。     

混合动力汽车湿式离合器摩擦副温度场及其影响因素研究

热失效是混合动力汽车湿式离合器发生故障的主要原因之一。摩擦副滑摩过程中具有高度非线性,同时摩擦副温度场受到多个参数影响。为深入研究混合动力汽车离合器摩擦副温度场分布情况,通过搭建混合动力汽车离合器热结构耦合分析模型,对滑摩过程进行仿真计算。在此基础上,深入研究初始转速、接合油压、对偶钢片厚度和摩擦衬片材料等因素对摩擦副温度场的影响。     

湿式多片离合器翘曲特性模拟与试验

根据湿式离合器摩擦片实际几何尺寸和约束情况,建立摩擦副温度场、应力场耦合模型和对流换热系数模型。应用ANSYS/LS-DYNA软件对摩擦副进行瞬态热结构耦合分析,对过载试验中产生的对偶钢盘热弹性失稳现象进行数值模拟。揭示了热点在对偶钢盘周向和2个摩擦表面上的分布情况,分析了热弹性失稳现象中对偶钢盘应力应变的分布,并对其应力分布规律进行测试。结果表明,局部热点和接触压力有相互促进作用,温度梯度产生的热膨胀和应力集中引起对偶钢盘的翘曲,热弹性失稳导致的热衰退使对偶钢盘破坏失效。     

湿式多片摩擦离合器对偶钢片热机耦合分析

针对湿式多片摩擦离合器对偶钢片会发生翘曲、裂纹等导致动力传递失效的问题,以某船用湿式多片摩擦离合器为研究对象,从摩擦热流生成和分配模型、温度场与耦合应力场的数值计算等方面提出了湿式多片摩擦离合器对偶钢片热机耦合问题的分析方法,揭示了对偶钢片发生热失效的机理。研究结果表明：在接合过程中,对偶钢片温度从内沿向外沿依次递增,在3 s的接合时间中摩擦表面温度在2.6 s达到最高点;热应力分布规律为内沿产生周向拉应力,外沿产生周向压应力,摩擦表面产生径向压应力,内部产生径向拉应力。为解决对偶钢片热失效问题提供了理论依据。     

液黏传动摩擦副温度场分布特性的模拟

为了揭示液黏传动摩擦副温度场分布规律,以矿用刮板输送机可控启动装置为研究对象,基于热传导原理建立了摩擦副三维瞬时热传导方程,采用摩擦功率法推导了热流密度数学模型,确定了摩擦副的对流换热系数。在ANSYS Workbench中建立了摩擦副温度场有限元模型,分别研究了不同接合压力和相对转速及整个软启动过程中摩擦副的温度场分布特性。结果表明:摩擦片和对偶片具有相似的温度场分布规律,均是沿内径至外径方向先上升后下降,温度最大值出现在接近摩擦副外径处;摩擦副温度随接合压力和相对转速的增大而升高;摩擦片每个菱形区域中心温度高于四周区域,容易形成热斑;整个软启动过程中摩擦副温度逐渐升高,在软启动刚结束时达到最大值,摩擦副接触表面高温区向中心靠近。温度场仿真结果为后续的摩擦副热—结构耦合分析打下了基础,提供了相关的理论依据。     

液黏传动摩擦副温度场分布特性研究

为了揭示液黏传动摩擦副温度场分布规律,以矿用刮板输送机可控启动装置为研究对象,基于热传导原理建立了摩擦副三维瞬时热传导方程,采用摩擦功率法推导了热流密度数学模型,确定了摩擦副的对流换热系数,在ANSYS Workbench中建立了摩擦副温度场有限元模型,分别研究了不同接合压力和相对转速及整个软启动过程中摩擦副的温度场分布特性。结果表明：摩擦片和对偶片具有相似的温度场分布规律,均是沿内径至外径方向先上升后下降,温度最大值出现在接近摩擦副外径处;摩擦副温度随接合压力和相对转速的增大而升高;摩擦片每个菱形区域中心温度高于四周区域,容易形成热斑;整个软启动过程中摩擦副温度逐渐升高,在软启动刚结束时达到最大值,摩擦副接触表面高温区向中心靠近。温度场仿真结果为后续的摩擦副热—结构耦合分析打下了基础,提供了相关的理论依据。     

摩擦制动器温度场的研究现状和展望

对摩擦制动器温度场及摩擦副之间热分配机制、制动过程的能量转换现象、温度场求解方式、表面摩擦温度模型、温度和磨损的关系、热弹性不稳定问题、表面接触模型、热生成模型、表面氧化膜对摩擦系数的影响等问题的研究现状进行了综述和评价,最后展望了摩擦制动器温度场的研究方向.     

湿式换挡离合器温度场和应力场影响因素分析

针对液力机械传动装置中的湿式换挡离合器,研究结合过程中影响摩擦副温度场和应力场分布的因素.运用大型有限元软件ABAQUS建立湿式换挡离合器摩擦副三维有限元模型,建模过程充分考虑了摩擦副之间的摩擦接触、相对旋转运动和热机耦合等因素,并分析了摩擦副相对转速差、对偶钢片厚度和工作油压对于对偶钢片温度场和应力场分布的影响.结果表明,高转速差使接触面中部区域的温度和应力都增加,加大盘面上的径向应力梯度.在一定厚度范围内,增加钢片厚度会加大接触面温度场和应力场分布的不均匀性.较高和较低的工作油压均会改善盘面温度和应力分布,但都会对车辆性能带来不利影响.     

湿式离合器热负荷仿真研究

以综合传动装置中的湿式换挡离合器为研究对象,开展对偶钢片和摩擦片的热负荷仿真研究. 考虑了摩擦接触、热弹变形等边界条件,基于ABAQUS6.7建立了湿式换挡离合器总成的三维有限元模型. 揭示了摩擦片和对偶钢片在滑摩过程中温度场及应力场分布规律:其中盘面中部温升不明显,盘面两侧边缘温升明显,对偶钢片上的应力值随半径的增加而增大. 接触面不同区域的应力值随时间变化的规律不同,内环节点的应力值先增大后下降,外环节点的应力基本上一直增大.      

电流变体离合器的理论设计

现有工程机械通常采有接触摩擦片式离合器，这种装置的传递扭矩难以实现无级连续调节。介绍了电流变技术，以此为基础，设计出一种新型离合器，通过改变控制电压就可调节离合器的输出转速或扭矩。     

重型车辆动力换挡过程离合器结合动作时序控制

建立重型车辆在动力换挡过程中湿式离合器接合过程中滑摩状态的动力学方程,基于减小离合器实际换挡中的换挡冲击和滑摩功,根据车辆换挡前后的车速及将要结合的离合器的扭矩储备系数,通过数字比例溢流阀调整离合器油缸内的压力来控制档位离合器和方向离合器的接合顺序完成动力换挡。整车试验的充/放油油压曲线验证了数字比例溢流阀在PCM的控制下根据车速和离合器的储备系数来决定湿式离合器结合时序的有效性和正确性。     

Post-mating clutch piracy in an amphibian

Female multiple mating and alternative mating systems can decrease the opportunity for sexual selection. Sperm competition is often the outcome of females mating with multiple males and has been observed in many animals, and alternative reproductive systems are widespread among species with external fertilization and parental care. Multiple paternity without associated complex behaviour related to mating or parental care is also seen in simultaneously spawning amphibians and fishes that release gametes into water. Here we report 'clutch piracy' in a montane population of the common frog Rana temporaria, a reproductive behaviour previously unknown in vertebrates with external fertilization. Males of this species clasp the females and the pair deposits one spherical clutch of eggs. No parental care is provided. 'Pirate' males search for freshly laid clutches, clasp them as they would do a female and fertilize the eggs that were left unfertilized by the 'parental' male. This behaviour does not seem to be size-dependent, and some males mate with a female and perform clutch piracy in the same season. Piracy affected 84% of the clutches and in some cases increased the proportion of eggs fertilized, providing direct fitness benefits both for the pirate males and the females. Sexual selection--probably caused by a strong male-biased sex ratio--occurs in this population, as indicated by size-assortative mating; however, clutch piracy may reduce its impact. This provides a good model to explore how alternative mating strategies can affect the intensity of sexual selection.     

DCT双离合器联合起步模式建模与仿真

对双离合器式自动变速器(DCT)的结构特点进行分析,建立起步过程的动力学模型.归纳车辆起步时离合器传递转矩和节气门开度的变化规律,实现发动机恒转速起步.制定1挡单离合器及双离合器同时接合的起步控制策略,并针对大油门急起步情况制定了2挡单离合器和双离合器起步控制策略.针对车辆爬行起步时容易造成摩擦片温度过高的缺点,制定双离合器交替滑磨的爬行起步控制策略,并应用积分分离PID算法仿真实现对目标车速的跟随.仿真结果表明,双离合器同时接合的起步控制策略使两个离合器共同分担总体滑磨功,有利于提高离合器寿命.     

考虑动态过程的汽车离合器优化设计

根据离合器动态工作特性,模拟了离合器动态接合过程中发动机的油门开度、输出扭矩、摩擦副摩擦系数及弹簧压紧力的变化规律,建立了离合器动态接合过程和温度场分析的优化模型,提出了以汽油机为动力的汽车离合器优化设计程序,并把输出结果的动态变化参数曲线图示化。     

湿式换挡离合器摩擦片磨损规律研究

研究湿式换挡离合器摩擦片工作过程的磨损量变化规律.基于离合器油压和转速特性,利用数值拟合的方法建立了摩擦片单次工作磨损量计算模型,通过对离合器摩擦片磨损试验过程的油液进行光谱分析,确定了磨损工况系数,并利用模型讨论了油压和转速对磨损量的影响.通过18000次综合传动换挡试验,得到了离合器磨损量与换挡次数的函数关系.经验证,湿式换挡离合器内齿摩擦片磨损量可以表示为离合器工作油压、滑摩转速和换挡次数的函数.     

刚塑性可压缩材料模型热轧过程的逼近问题

针对刚塑性可压缩材料模型热轧过程,利用塑性变形功率泛函梯度映射的强单调和连续性以及在常用的Kobayashi摩擦条件下表面摩擦功率泛函的凸性和可微性,总能耗率泛函是严格凸,强制且可微的泛函·并借助于非线性分析的方法,得到了总能耗率泛函的逼近可解性·