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不同配副材料非静态接触热导对多锥形摩擦副温升特性的影响
1
作者
刘雨薇
孙园植
+3 位作者
陈昌辉
原彦鹏
衣超
石嘉炜
《表面技术》
北大核心
2025年第17期46-57,66,共13页
目的 摩擦副温度对湿式离合器的工作性能和使用寿命具有重要影响,研究不同材料配副下多锥摩擦副在接合过程中的温度分布和温升特性,有助于新型离合器的设计与应用。方法 基于摩擦学和传热学理论,考虑摩擦副接触面间非静态接触导热的影响...
目的 摩擦副温度对湿式离合器的工作性能和使用寿命具有重要影响,研究不同材料配副下多锥摩擦副在接合过程中的温度分布和温升特性,有助于新型离合器的设计与应用。方法 基于摩擦学和传热学理论,考虑摩擦副接触面间非静态接触导热的影响,分析多锥形摩擦副的热边界条件。通过推导各节点的瞬态传热方程,建立多锥形摩擦副的瞬态温度场数值计算模型,并采用有限差分方法对其进行求解。结果 多锥形摩擦副的温度场数值解与试验测量结果之间的误差小于5%。研究结果表明,在相同的径向尺寸和输出转矩下,多锥形摩擦副的轴向尺寸比盘式摩擦副减小了14.29%,但其表面平均温升增加了约40%。相对速度和接触压力对于多锥形摩擦副表面温度具有显著的正交互作用。材料导热率会影响多锥形摩擦片内部温度场。随着多锥形摩擦片导热率的增大,摩擦片与钢片之间的温差增大。摩擦片锥顶与锥底的温差减小,摩擦片温度梯度下降。结论 相较于盘式摩擦副,多锥形摩擦副需要高导热系数材料来提升其在高能量密度下的传热能力,在降低径向尺寸条件下,避免热应力引起的离合器热失效。研究结果可为新型湿式离合器的设计提供理论参考。
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关键词
湿式离合器
非静态接触热导
瞬态温度场
有限差分
多锥形摩擦副
温升特性
离合器热失效
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职称材料
多锥形摩擦副接合过程摩擦转矩特性研究
2
作者
刘雨薇
付崇智
+3 位作者
孙园植
靳爽
衣超
程正坤
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期635-644,共10页
多锥形摩擦副是新型湿式离合器的关键部件,具有体积小、转矩传递性能好等优点.针对多锥形摩擦副的特殊构型,考虑油膜承载力、微凸体接触以及摩擦元件温升等因素,建立了接合过程中摩擦转矩的多物理场耦合数学模型并进行数值求解.计算得...
多锥形摩擦副是新型湿式离合器的关键部件,具有体积小、转矩传递性能好等优点.针对多锥形摩擦副的特殊构型,考虑油膜承载力、微凸体接触以及摩擦元件温升等因素,建立了接合过程中摩擦转矩的多物理场耦合数学模型并进行数值求解.计算得到的摩擦转矩与试验数据相比误差小于10%,仿真模型具有较高的准确性.基于该模型对不同加载压力和相对转速下的摩擦转矩特性进行了研究.此外,采用Box-Behnken Design试验设计,通过响应面分析得到锥面数量、锥形角度、锥形高度等锥形参数对摩擦转矩的影响规律.结果表明:摩擦转矩与加载压力呈正相关关系,当加载压力从0.1 MPa增加到0.2 MPa时,摩擦转矩峰值增大了102.2%;减小锥形角度的同时增大锥形数量可更有效地提高摩擦副的转矩传递能力,缩短同步时间.研究结果可为新型多锥形摩擦副的优化设计提供参考依据.
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关键词
多锥形摩擦副
摩擦
转矩
影响因素
响应面法
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职称材料
题名
不同配副材料非静态接触热导对多锥形摩擦副温升特性的影响
1
作者
刘雨薇
孙园植
陈昌辉
原彦鹏
衣超
石嘉炜
机构
中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院
多栖平台驱动系统全国重点实验室
北京理工大学机械与车辆工程学院
中国北方车辆研究所
北京奔驰汽车有限公司
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第17期46-57,66,共13页
基金
国家自然科学基金(52105232)
多栖平台驱动系统全国重点实验室开放基金(QDXT-WY-202407-15)
中央高校基本科研业务费专项(2024ZKPYJD09)。
文摘
目的 摩擦副温度对湿式离合器的工作性能和使用寿命具有重要影响,研究不同材料配副下多锥摩擦副在接合过程中的温度分布和温升特性,有助于新型离合器的设计与应用。方法 基于摩擦学和传热学理论,考虑摩擦副接触面间非静态接触导热的影响,分析多锥形摩擦副的热边界条件。通过推导各节点的瞬态传热方程,建立多锥形摩擦副的瞬态温度场数值计算模型,并采用有限差分方法对其进行求解。结果 多锥形摩擦副的温度场数值解与试验测量结果之间的误差小于5%。研究结果表明,在相同的径向尺寸和输出转矩下,多锥形摩擦副的轴向尺寸比盘式摩擦副减小了14.29%,但其表面平均温升增加了约40%。相对速度和接触压力对于多锥形摩擦副表面温度具有显著的正交互作用。材料导热率会影响多锥形摩擦片内部温度场。随着多锥形摩擦片导热率的增大,摩擦片与钢片之间的温差增大。摩擦片锥顶与锥底的温差减小,摩擦片温度梯度下降。结论 相较于盘式摩擦副,多锥形摩擦副需要高导热系数材料来提升其在高能量密度下的传热能力,在降低径向尺寸条件下,避免热应力引起的离合器热失效。研究结果可为新型湿式离合器的设计提供理论参考。
关键词
湿式离合器
非静态接触热导
瞬态温度场
有限差分
多锥形摩擦副
温升特性
离合器热失效
Keywords
wet clutch
non-static thermal contact conductance
transient temperature field
finite difference
multi-conical friction pair
temperature rise characteristics
clutch thermal failure
分类号
U463.2 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
多锥形摩擦副接合过程摩擦转矩特性研究
2
作者
刘雨薇
付崇智
孙园植
靳爽
衣超
程正坤
机构
中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院
北京理工大学机械与车辆学院
中国北方车辆研究所
深圳职业技术学院
出处
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期635-644,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(52105232)
中央高校基本科研业务费专项资金(2022YQJD04)
广东省基础与应用基础研究基金海上风电联合基金项目(2022A1515240057)。
文摘
多锥形摩擦副是新型湿式离合器的关键部件,具有体积小、转矩传递性能好等优点.针对多锥形摩擦副的特殊构型,考虑油膜承载力、微凸体接触以及摩擦元件温升等因素,建立了接合过程中摩擦转矩的多物理场耦合数学模型并进行数值求解.计算得到的摩擦转矩与试验数据相比误差小于10%,仿真模型具有较高的准确性.基于该模型对不同加载压力和相对转速下的摩擦转矩特性进行了研究.此外,采用Box-Behnken Design试验设计,通过响应面分析得到锥面数量、锥形角度、锥形高度等锥形参数对摩擦转矩的影响规律.结果表明:摩擦转矩与加载压力呈正相关关系,当加载压力从0.1 MPa增加到0.2 MPa时,摩擦转矩峰值增大了102.2%;减小锥形角度的同时增大锥形数量可更有效地提高摩擦副的转矩传递能力,缩短同步时间.研究结果可为新型多锥形摩擦副的优化设计提供参考依据.
关键词
多锥形摩擦副
摩擦
转矩
影响因素
响应面法
Keywords
multi-conical friction pair
friction torque
influence factor
response surface methodology
分类号
U463.2 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
不同配副材料非静态接触热导对多锥形摩擦副温升特性的影响
刘雨薇
孙园植
陈昌辉
原彦鹏
衣超
石嘉炜
《表面技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
多锥形摩擦副接合过程摩擦转矩特性研究
刘雨薇
付崇智
孙园植
靳爽
衣超
程正坤
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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