一种湿式摩擦副温度场确定方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种湿式摩擦副温度场确定方法及系统，涉及湿式离合器领域，方法包括获取湿式离合器的对偶钢片参数、摩擦片参数和沟槽参数；对所述沟槽参数进行等效简化，得到径向扇形沟槽参数；根据所述摩擦片参数、所述对偶钢片参数和所述径向扇形沟槽参数构建二维截面模型；对所述二维截面模型进行网格划分和边界热传状态分析，确定初始条件和边界条件；根据所述初始条件和所述边界条件利用热传导构建温度场模型；根据所述温度场模型确定湿式摩擦副温度场分布。本发明专利技术能够提高对湿式摩擦副温度场的测量精度。温度场的测量精度。温度场的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种湿式摩擦副温度场确定方法及系统


[0001]本专利技术涉及湿式离合器领域，特别是涉及一种湿式摩擦副温度场确定方法及系统。

技术介绍

[0002]湿式离合器是用油液冷却的离合器，是车辆传动系统的重要组成部分，其摩擦元件的摩擦温升状态对车辆的性能影响很大。湿式离合器的优势在于可传递的转矩大，使用寿命长，因此被广泛的应用在重型车辆上。在长时间工作或极限工况条件下容易发生累积失效或由异常摩擦造成的摩擦片磨损故障，甚至会发生变形烧毁。湿式离合器使车辆性能的重要指标，直接影响了车辆起步和换挡是否平稳，摩擦片滑摩温升特性受多个元素影响，比如转速差、操纵油压、润滑条件和作用时间等，使得对其的研究变得十分复杂。湿式离合器摩擦片的失效对车辆的性能影响很大，而摩擦片的失效又与滑摩温升特性密切相关，因此找到一种求解湿式摩擦副温度场的方法是迫在眉睫的事情。
[0003]近年来，国内外都逐渐重视起了湿式离合器滑摩温升特性，与之相关的研究也逐渐增多。在预测模型的搭建方面搭建了基于模拟的极端工况的滑摩温度场预测模型；还有学者分析了瞬态摩擦界面的瞬态导热，进行了大量的摩擦片热负荷特性研究；有的学者从不同的角度研究离合器的结合过程，研究不同材料参数对温度场的研究；还有学者应用了光纤传感器、红外热像仪等多种工程技术手段研究了定速滑摩工况的温度场分布；变形与失稳研究方面，通过数值仿真与试验的对比得出结论：径向温度差异性是翘曲变形的主要原因。
[0004]在以往的研究中，使用的摩擦系数多采用固定经验值，摩擦界面的状态大多数也是采用单一热流输入的情况，没有充分考虑不均匀接触和离合器的双圆弧沟槽散热，使得结果与实际值有一定的偏差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种湿式摩擦副温度场确定方法及系统，以提高对湿式离合器摩擦副温度场的测量精度。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种湿式摩擦副温度场确定方法，包括：
[0008]获取湿式离合器的对偶钢片参数、摩擦片参数和沟槽参数；
[0009]对所述沟槽参数进行等效简化，得到径向扇形沟槽参数；
[0010]根据所述摩擦片参数、所述对偶钢片参数和所述径向扇形沟槽参数构建二维截面模型；
[0011]对所述二维截面模型进行网格划分和边界热传状态分析，确定初始条件和边界条件；
[0012]根据所述初始条件和所述边界条件利用热传导构建温度场模型；
[0013]根据所述温度场模型确定湿式摩擦副温度场分布。
[0014]可选地，所述对所述沟槽参数进行等效简化，得到径向扇形沟槽参数，具体包括：
[0015]对所述沟槽参数进行等面积或者等体积简化，得到径向扇形沟槽参数。
[0016]可选地，所述对所述二维截面模型进行网格划分和边界热传状态分析，确定初始条件和边界条件，具体包括：
[0017]根据所述二维截面模型中的所述对偶钢片参数和所述摩擦片参数确定接触面输入热流；
[0018]根据所述二维截面模型中的所述摩擦片参数确定沟槽对应的钢片矩形面对流换热系数；
[0019]根据所述二维截面模型中的摩擦片油液确定油膜区对流换热系数；
[0020]根据所述沟槽对应的钢片矩形面对流换热系数和所述油膜区对流换热系数确定副间等效对流换热系数；
[0021]根据所述接触面输入热流和所述副间等效对流换热系数确定初始条件和边界条件。
[0022]可选地，所述根据所述二维截面模型中的所述对偶钢片参数和所述摩擦片参数确定接触面输入热流，具体包括：
[0023]将钢片热流分配系数、摩擦系数、设定端钢片受均布压力、相对角速度和钢片径向半径相乘，得到接触面输入热流。
[0024]可选地，所述钢片热流分配系数的表达式为：
[0025][0026]其中，γ为钢片热流分配系数，k
s
为对偶钢片热导率，ρ
s
为对偶钢片密度，c
s
为对偶钢片比热，k
f
为摩擦片热导率，ρ
f
为摩擦片密度，c
f
为摩擦片比热。
[0027]可选地，所述沟槽对应的钢片矩形面对流换热系数的表达式为：
[0028][0029]其中，h
c
为沟槽对应的钢片矩形面对流换热系数，λ为油液导热系数，Re2为雷诺数，Pr为普朗特系数，l2为油槽内油液特征长度。
[0030]可选地，所述油膜区对流换热系数的表达式为：
[0031][0032]其中，h
r
为油膜区对流换热系数，λ为油液导热系数，r为钢片径向半径，Nu1为努塞尔数，m2为温度径向分布指数，Re1为雷诺数，Pr为普朗特系数。
[0033]可选地，所述根据所述初始条件和所述边界条件利用热传导构建温度场模型，具体包括：
[0034]将所述初始条件和所述边界条件进行离散化，得到内节点显式差分格式方程；
[0035]利用傅里叶准则对所述内节点显式差分格式方程进行处理，得到温度场模型。
[0036]可选地，所述温度场模型的表达式为：
[0037][0038]其中，为k时刻坐标为(i，j)的温度，F
o
为设定系数，为k
‑
1时刻坐标(i，j)的温度，为k
‑
1时刻坐标(i+1，j)的温度，为k
‑
1时刻坐标(i
‑
1，j)的温度，为k
‑
1时刻坐标(i，j+1)的温度，为k
‑
1时刻坐标(i，j
‑
1)的温度，i为横坐标，j为纵坐标，k为k时刻。
[0039]一种湿式摩擦副温度场确定系统，包括：
[0040]获取模块，用于获取湿式离合器的对偶钢片参数、摩擦片参数和沟槽参数；
[0041]等效简化模块，用于对所述沟槽参数进行等效简化，得到径向扇形沟槽参数；
[0042]第一构建模块，用于根据所述摩擦片参数、所述对偶钢片参数和所述径向扇形沟槽参数构建二维截面模型；
[0043]网格划分和边界热传状态分析模块，用于对所述二维截面模型进行网格划分和边界热传状态分析，确定初始条件和边界条件；
[0044]第二构建模块，用于根据所述初始条件和所述边界条件利用热传导构建温度场模型；
[0045]湿式摩擦副温度场分布确定模块，用于根据所述温度场模型确定湿式摩擦副温度场分布。
[0046]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0047]本专利技术对沟槽参数进行等效简化，得到径向扇形沟槽参数；根据摩擦片参数、对偶钢片参数和径向扇形沟槽参数构建二维截面模型；对二维截面模型进行网格划分和边界热传状态分析，确定初始条件和边界条件；根据初始条件和边界条件利用热传导构建温度场模型；根据温度场模型确定湿式摩擦副温度场分布。本专利技术在建立温度场模型过程中，考虑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湿式摩擦副温度场确定方法，其特征在于，包括：获取湿式离合器的对偶钢片参数、摩擦片参数和沟槽参数；对所述沟槽参数进行等效简化，得到径向扇形沟槽参数；根据所述摩擦片参数、所述对偶钢片参数和所述径向扇形沟槽参数构建二维截面模型；对所述二维截面模型进行网格划分和边界热传状态分析，确定初始条件和边界条件；根据所述初始条件和所述边界条件利用热传导构建温度场模型；根据所述温度场模型确定湿式摩擦副温度场分布。2.根据权利要求1所述的湿式摩擦副温度场确定方法，其特征在于，所述对所述沟槽参数进行等效简化，得到径向扇形沟槽参数，具体包括：对所述沟槽参数进行等面积或者等体积简化，得到径向扇形沟槽参数。3.根据权利要求1所述的湿式摩擦副温度场确定方法，其特征在于，所述对所述二维截面模型进行网格划分和边界热传状态分析，确定初始条件和边界条件，具体包括：根据所述二维截面模型中的所述对偶钢片参数和所述摩擦片参数确定接触面输入热流；根据所述二维截面模型中的所述摩擦片参数确定沟槽对应的钢片矩形面对流换热系数；根据所述二维截面模型中的摩擦片油液确定油膜区对流换热系数；根据所述沟槽对应的钢片矩形面对流换热系数和所述油膜区对流换热系数确定副间等效对流换热系数；根据所述接触面输入热流和所述副间等效对流换热系数确定初始条件和边界条件。4.根据权利要求3所述的湿式摩擦副温度场确定方法，其特征在于，所述根据所述二维截面模型中的所述对偶钢片参数和所述摩擦片参数确定接触面输入热流，具体包括：将钢片热流分配系数、摩擦系数、设定端钢片受均布压力、相对角速度和钢片径向半径相乘，得到接触面输入热流。5.根据权利要求4所述的湿式摩擦副温度场确定方法，其特征在于，所述钢片热流分配系数的表达式为：其中，γ为钢片热流分配系数，k
s
为对偶钢片热导率，ρ
s
为对偶钢片密度，c
s
为对偶钢片比热，k
f
为摩擦片热导率，ρ
f
为摩擦片密度，c
f
为摩擦片比热。6.根据权利要求3所述的湿式摩擦副温度场确定方法，其特征在于，所述沟槽对应的钢片矩形面对流...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健鹏，崔家豪，王立勇，贾然，宋越，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：