基于空化效应的液粘调速离合器多场耦合仿真分析

发布时间：2020-05-29 03:08

【摘要】：本文以油槽结构为双圆弧型的液粘调速离合器作为研究对象,通过CFD有限元仿真软件对摩擦副油膜流场进行仿真模拟,分析了油膜流场的空化效应及摩擦副多物理场耦合,以期能够更准确的模拟整个摩擦副的工作状况。除此之外,针对油膜流场中的入口油温、输入转速、供油量和油膜厚度等影响参数进行摩擦副流场特性及转矩传递特性的研究。在开启能量方程及粘性耗散热的前提下,确定热边界条件,建立传热模型,选择适合的数值求解方程及求解方案,对双圆弧槽油膜流场进行初步的流场仿真模拟。分析了摩擦副油膜间隙的压力场、温度场和速度矢量场的分布规律,得到了在不同输入转速的条件下,供油量对油膜传递转矩能力的影响规律。考虑气体的存在,建立空化模型,设置油膜表面张力,获得了油膜流场的输入转速、供油量和油膜厚度对空化效应的影响,以及空化效应对油膜流场温度分布和传递转矩特性的影响。最后,基于空化效应对离合器摩擦副热-流固耦合进行了数值仿真模拟,分析了空化前后,摩擦副主动片及被动片最大变形量和最大应力随油膜厚度及输入转速的变化规律。研究表明:油膜流场中的压力要低于工作油饱和蒸气压,且流场中产生的气体总量较少。转速越高,空化产生的气体体积分数越大,空化效应时间越短;供油量越大,空化产生的气体体积分数越小,空化效应时间越长;油膜厚度越大,空化产生的气体体积分数越大,并且所占区域面积越大;供油量越低转速越高则空化体积越大。输入转速较低时,空化后的主动片及被动片的最大变形量要略高于空化前;当主动片达到高转速时,空化对主动片及被动片的影响可以忽略不计。随着输入转速的提高,摩擦副的最大变形量和最大应力增大。随着油膜厚度的增加,摩擦副的总变形量相应地减小。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH133.4

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本文编号：2686294