基于汽车离合器综合性能要求的膜片弹簧优化设计

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1、万方数据·设计．计算．研究．基于汽车离合器综合性能要求的膜片弹簧优化设计付铁军-谢飞1李贺2(1．吉林大学；2．法雷奥照明湖北技术中心有限公司)【摘要】针对膜片弹簧的弹性特性与结构特点，对国内已有膜片弹簧数学模型进行分析．提出了以离合器膜片弹簧理想的综合性能要求作为目标函数的方法，并在此基础上建立了全新的数学模型。通过理论性能和试验验证的对比分析，证实了在新模型下得到的膜片弹簧综合性能较以往的设计方案有很大的提高。主题词：离合器膜片弹簧数学模型分析中图分类号：U463．2文献标志码：A文章编号：1000—370

2、3I2009)11-0030-05OptimumDesignofDiaphragmSpringbasedonComprehensivePerformanceRequirementofAutoClutchFuTiejunl，XieFei‘，LiHe2(1．JilinUniversity；2．ValeoLightingSystemsHubeiTechnicalCenterCo．。Ltd)【Abstract]Mathematicmodeloftheexistingdomesticdiaphragmspringisan

3、alyzedbasedonelasticpropertiesandstructuralcharacteristicsofdiaphragmspring．Itisproposedinthepapertotaketheidealcomprehensiveperformancerequirementsofclutchdiaphragmspringastheobjectivefunction．Onthisbasis．abrandnewmathematicalmodelisestablished．Bycomparison

4、andanalysisoftheoreticalstudyandtestverification，itisconfirmedthatperformanceofthediaphragmspringobtainedfromthenewmodelsimprovesgreatlycomparedwiththepreviousdesigns．Keywords：Clutch，Diaphragmspring,Mathematicalmodel,Analysis1前言膜片弹簧的广泛应用不仅是因为其结构相对紧凑．更重要的是由于它

5、自身的结构特点而使其具有优良的非线性特性。多年来国内学者对于膜片弹簧的优化提出了不同的模型．本文对这些模型进行分析。同时提出膜片弹簧新的优化方案与模型。2现有目标函数分析与新目标函数的建立在膜片弹簧的特性描述中．以J．O．Almen与A．Laslo于1936年提出的近似公式最能体现其本质．所以在优化模型中大都以该公式作为理论基础。j．o．Almen与A．Laslo提出的近似公式川经整理ControlConference(ACC)，2004,5：4078--4083．6YoshiyukiOhask,HisatoK

6、ato．乾式复合弋，L，卜式CVT∥)绍介．自勤牵技衍。2000,54(4)：74057魏英俊．常思勤．车辆起步过程中的磁粉离合器模糊控制技术研究．中国机械工程，2005，16(11)：1029-10338魏英俊．车用磁粉离合器起步控制试验研究．中国机械工程，2007．18(11)：1375～13779谢先平，王旭东，吴晓刚，等．车辆起步过程发动机恒转速自适应模糊控制研究．系统仿真学报．2008，20(16)：4382—4386．10余志生．汽车理论．北京：机械工业出版社．1990．1l雷雨龙，葛安林．李永军．

7、离合器起步过程的控制策略．汽车工程，2000．22(4)：26的269—30一12程汉应．汽车离合器摩擦片数量选择及其参数优化设计．汽车丁程。2001．23(4)：269。2887(责任编辑学林)修改稿收到日期为2009年9月15日。汽车技术万方数据·设计·计算·研究·即：聊伽蒜鲁·器·【H—A茜m一争·茜卜叫(1)式中。F为作用于膜片弹簧的压紧力；A为压盘作用点的变形量：E为材料的弹性模量，取E=210GPa；／z为泊松比，取舻0．3；H为弹簧在自由状态下内截锥高度：h为膜片弹簧钢板厚度：尺为膜片弹簧大端在自

8、由状态下的半径：r为膜片弹簧小端在自由状态下的半径：R’为压盘加载点的半径；r’为支撑环加载点的半径。膜片弹簧结构如图1所示。图2为式(1)对应参数下的特性曲线。厂‘＼F／§险。i孽LS'～国§

9、7》＼～．／，一R图1膜片弹簧结构示意A^AHAn甜4c^图2膜片弹簧特性曲线2．1目标函数分析以往膜片弹簧优化设计的目标函数主要有以下几种选择：弹簧T作时的最大应力为最小；在从动盘摩擦片磨损