液黏调速离合器混合摩擦热弹稳定性研究

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1、液黏调速离合器混合摩擦热弹稳定性研究刘茜2015年01月中图分类号：U463.211UDC分类号：621液黏调速离合器混合摩擦热弹稳定性研究作者姓名刘茜学院名称机械与车辆学院指导教师姚寿文副教授答辩委员会主席苑士华教授申请学位工学硕士学科专业机械工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年01月ResearchontheThermoelasticStabilityofaHydro-viscousClutchinMixedFrictionCandidateName：LiuQianSchoolor

2、Department:SchoolofMechanicalEngineeringFacultyMentor:Prof.YaoShouwenChair,ThesisCommittee：Prof.YuanShihuaDegreeApplied:MasterDegreeMajor：MechanicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan.2015北京理工大学硕士学位论文摘要本文以液黏调速离合器摩擦副为研究对

3、象，对其混合摩擦阶段的热弹稳定性进行了理论和试验研究，从热弹稳定性分析的角度解释混合摩擦阶段转速转矩的不稳定现象，以期达到改善液黏调速离合器混合摩擦阶段转速转矩稳定性并拓宽调速范围的目的。液黏调速离合器工作在混合摩擦阶段，通过建立液黏调速离合器系统动力学模型，得到液黏调速离合器摩擦副工作在混合摩擦阶段的摩擦热流密度；通过建立摩擦副热阻模型，确定了热流密度在对偶钢片工作表面和摩擦衬片工作表面间的热分配系数；通过建立并求解摩擦副间润滑油的边界层换热微分方程组确定摩擦副工作表面与润滑油的对流换热系数。结果

4、表明，在满足载荷要求的前提下，增大摩擦副工作表面的内径并减小工作表面外径，有利于增加润滑油局部换热系数，提高其散热效果；增加进油口润滑油流量，选择导热系数、密度、比热容较大且运动粘度较小的润滑油，有利于润滑油对流换热过程更多地带走工作表面热量。针对工作于混合摩擦阶段的液黏调速离合器摩擦副，建立了摩擦副的三维有限元模型，运用温度-位移耦合分析方法得到了摩擦副混合摩擦阶段的温度场和位移场。双圆弧油槽的摩擦片，其表面被分割成类菱形结构，摩擦副的应力场和温度场较明显地受摩擦片表面类菱形结构的影响。利用Pli

5、ntTE-92摩擦磨损试验机进行了液黏调速离合器混合摩擦阶段摩擦副摩擦磨损试验，得到了磨损率公式。同时，对仿真分析得到的位移量进行求导得到摩擦副混合摩擦工况下的膨胀率。根据热弹稳定性理论，通过对比磨损率和膨胀率，解释了摩擦副工作于混合摩擦阶段的转速不稳定现象。关键词：液黏调速离合器；摩擦副；混合摩擦阶段；温度-位移耦合分析；热弹稳定性I北京理工大学硕士学位论文AbstractRotationspeedstabilityisanimportantevaluationindicatoroftheperf

6、ormanceofahydro-viscousclutch(HVC).InordertoimprovetherotationspeedstabilityofHVCinmixedlubricationandexpandthespeedrange,thefrictionpairofHVCinmixedlubricationisstudiedtheoreticallyandexperimentally.ThetorsionalvibrationmodelofHVCinmixedlubricationise

7、stablishedtoobtainthefrictionalheatfluxofthefrictionpair.Then,thedistributionofheatfluxisdeterminedbysolvingthethermalresistancemodelofthefrictionpair.Theresultsshowthattheheattransfercoefficientcanbeincreasedbythefollowingways:increasingtheouterdiamet

8、erofthefrictionpairordecreasingthatinnerdiameter,increasingtheflowrateoftheinputoilandchoosingarightoiltypewhichhasahigherthermalconductivity,ahigherdensity,ahigherspecificheatcapacityoralowerkinematicviscosity.The3-Dfiniteelementmodelo