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湿式离合器摩擦副热特性分析及综合优化

发布时间:2021-05-08 14:12
  在高负荷、路面条件差的越野工况下,汽车各零部件的可靠性显得尤为重要。其中湿式离合器作为液力机械式自动变速器的重要部件,其可靠性将直接决定变速器能否正常工作。在湿式离合器接合过程中,摩擦副间的热特性则是影响湿式离合器可靠性的重要因素。本文依托某预先研究项目“XXXX车辆电控液力机械自动变速器(AT)集成应用技术”,通过理论分析、试验测量、有限元仿真和综合优化的方法,分析热特性的影响因素;结合整车的实际用途,把降低摩擦副间温度、应力,改善换挡品质进行综合考虑,为湿式离合器总成的设计提供一种新思路。首先,对摩擦副的热特性进行理论分析。基于简化后的无沟槽摩擦片结构建立摩擦副生热过程理论模型,分别探究油温、相对转速、油压和摩擦系数对生热过程的影响,并探究油压、动力粘度、相对转速和摩擦副材料等因素对摩擦系数的影响。通过引入热流分配系数,将产生的热量分配给摩擦片与钢片。基于传热学理论,分别建立了摩擦片内热传导、摩擦副间对流换热的理论模型,并结合油液的物理性质,计算出相应的对流换热系数。其次,借助SAE#2试验台进行动、静摩擦试验。分别在不同油压、不同初转速、不同油温条件下测定摩擦副间的摩擦系数,探究... 

【文章来源】:吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:120 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与实际意义
    1.2 摩擦副热特性研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 本文研究内容
    1.4 本章小结
第2章 摩擦副热特性理论分析
    2.1 摩擦副生热过程分析
        2.1.1 摩擦副生热过程影响因素分析
        2.1.2 摩擦系数影响因素分析
        2.1.3 变速器换挡过程动力学分析
    2.2 摩擦副传热过程分析
        2.2.1 摩擦副间的热流分配
        2.2.2 摩擦片内的热传导
        2.2.3 摩擦副间的对流换热
    2.3 本章小结
第3章 摩擦系数试验测定与分析
    3.1 引言
    3.2 SAE#2 试验台与μ-PTV 试验
        3.2.1 SAE#2 试验台简介
        3.2.2 m -PTV试验介绍
    3.3 动摩擦试验
        3.3.1 动摩擦试验方法
        3.3.2 动摩擦系数的定义与采集
        3.3.3 动摩擦系数受单一因素的影响
        3.3.4 动摩擦系数影响因素的显著性分析
    3.4 静摩擦试验
        3.4.1 静摩擦试验方法
        3.4.2 静摩擦系数的定义与采集
        3.4.3 静摩擦系数受单一因素的影响
        3.4.4 静摩擦系数影响因素显著性分析
    3.5 静动摩擦系数比
        3.5.1 静动摩擦系数比的定义
        3.5.2 静动摩擦系数比受单一因素的影响
        3.5.3 静动摩擦系数比影响因素显著性分析
    3.6 本章小结
第4章 湿式离合器摩擦副的建模与仿真分析
    4.1 引言
    4.2 摩擦副三维模型的建立与简化
        4.2.1 摩擦副的几何参数
        4.2.2 摩擦副的三维模型
    4.3 网格的划分
    4.4 ABAQUS多场耦合分析方法概述
        4.4.1 直接耦合
        4.4.2 间接耦合
        4.4.3 顺序耦合
    4.5 湿式离合器摩擦副有限元模型的构建
        4.5.1 生热过程有限元模型的构建
        4.5.2 流-固热间接耦合有限元模型的建立
    4.6 有限元模型仿真参数设置
    4.7 仿真结果分析
        4.7.1 摩擦副的热流密度场、温度场与应力场
        4.7.2 纸基材料部分径向压强分布
        4.7.3 纸基材料部分径向热流密度分布
        4.7.4 纸基材料部分径向温度分布
        4.7.5 不同工况下热特性特征量的变化规律
        4.7.6 热特性特征量的显著性分析
    4.8 本章小结
第5章 面向热特性的换挡过程油压优化
    5.1 引言
    5.2 湿式离合器换挡过程动力学模型
    5.3 正交试验
        5.3.1 正交试验的设计
        5.3.2 正交试验工况下的仿真
    5.4 基于层次分析法的评价指标权重设定
        5.4.1 摩擦副综合特性评价指标
        5.4.2 层次分析法
        5.4.3 各优化目标权重的确定
        5.4.4 评价指标的量化
    5.5 Kriging代理模型
        5.5.1 Kriging代理模型简介
        5.5.2 Kriging代理模型的构建
    5.6 基于Kriging模型的PSO综合优化
        5.6.1 粒子群优化算法简介
        5.6.2 基于Kriging模型的综合优化
        5.6.3 优化结果
        5.6.4 优化结果的验证与对比
    5.7 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢


【参考文献】:
期刊论文
[1]湿式离合器典型工况参数对摩擦钢片温度场的影响[J]. 邹婷婷,张志刚,陈瑶,梁美琳.  重庆理工大学学报(自然科学). 2018(01)
[2]多片离合器恒定及稳态热流分配系数计算方法[J]. 熊涔博,马彪,李和言,于亮.  华中科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
[3]湿式离合器摩擦片油路流场仿真分析[J]. 夏思康,姜涛,吴俊,陈文君,黄张璋.  南方农机. 2017(04)
[4]基于有限单元法湿式离合器摩擦副温度场分析[J]. 陆建荣.  机械设计与制造. 2016(11)
[5]基于有限元法的湿式离合器热结构耦合分析[J]. 张家元,宋志文,李长庚,丁普贤.  机械制造. 2015(05)
[6]湿式离合器接合过程中的热弹性稳定性[J]. 赵家昕,马彪,李和言,朱莉,韩明,朱礼安.  吉林大学学报(工学版). 2015(01)
[7]湿式多片摩擦离合器对偶钢片热-机耦合分析[J]. 杨为,陆国栋,吕和生,刘阳,林利红.  重庆大学学报. 2011(09)
[8]湿式摩擦离合器摩擦片热分析和油槽结构研究[J]. 贾云海,张文明.  汽车技术. 2007(09)

博士论文
[1]基于湿式离合器的商用车AMT动力传动系统一体化控制技术研究[D]. 金涵宇.吉林大学 2016
[2]越野车用液力机械式自动变速器控制系统关键技术研究[D]. 李兴忠.吉林大学 2014

硕士论文
[1]越野车用液力机械式自动变速器换挡过程最优控制算法研究[D]. 郑雪松.吉林大学 2018
[2]AMT离合器起步控制特性分析及测试系统设计[D]. 王永会.山东大学 2017
[3]液力机械式自动变速器传动效率与整车燃油经济性研究[D]. 张鹏程.中北大学 2017
[4]大功率液力机械式自动变速器换挡控制策略研究[D]. 胡博钦.吉林大学 2016
[5]无级自动变速器能耗损失预测方法研究[D]. 徐俊.吉林大学 2016
[6]湿式离合器热弹仿真研究[D]. 程珮.重庆大学 2016
[7]车辆湿式多片离合器摩擦副温度—压力分布特性研究[D]. 罗倡.重庆大学 2016
[8]不均匀接触对湿式离合器滑摩、分离与冷却特性影响研究[D]. 张凤莲.北京理工大学 2016
[9]多片湿式离合器转矩特性的仿真分析[D]. 杨李辰.吉林大学 2015
[10]湿式离合器温度场及控制策略研究[D]. 刘小川.重庆理工大学 2015



本文编号:3175479

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