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基于有限单元法湿式离合器摩擦副温度场分析陆建荣【摘要】温度对湿式离合器摩擦副的性能和寿命具有重要影响.针对某款变速箱湿式离合器的工作接合过程,以一档离合器为例,结合热分析和有限元理论分析,对摩擦生热过程中的热传导和热流密度进行分析,确定热传导边界条件和初始条件,并建立湿式摩擦副的温度分布函数,获得不同结合次数温度分布.基于ANSYS瞬态热分析模块,根据摩擦生热原理,建立摩擦副分析模型,获得工作过程中温度分布规律;对不同时间情况下,主、从片的温度分布进行分析;对比分析不同的油槽花纹与从动片尺寸对温度场的影响.对比分析结果可知:油槽花纹与其尺寸的选择对温度场分布影响较大;双圆弧形油槽综合最优;模型分析和理论分析结果的一致性验证分析方法的正确性;通过改变摩擦副材料物理属性、结构尺寸和加载条件来分析其他工况情况,进而得出不同条件下摩擦副温度分布的情况.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】5页(P166-170)【关键词】湿式离合器;温度场;摩擦副;热流;有限单元法;模型【作者】陆建荣【作者单位】上海大学机电工程与自动化学院,上海200444;南通开放大学机电工程学院,江苏南通226006【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH133.4;U463.22湿式摩擦副由几组浸泡于油液中交叉排列的钢片和摩擦片组成，可用来实现动力的传动或者制动，因具有使用寿命长、可靠性高、磨损率低等优点在工程车辆变速箱离合器和驱动桥制动器上应用越来越广泛[1]，因此对其进行研究具有重要意义。
温度对摩擦副的性能和受命具有重要影响，从而进一步影响离合器或制动器的性能和寿命。
因此，选取湿式离合器摩擦副进行研究具有重要的应用价值。
针对湿式摩擦副的研究，国内外学者取得了一定的成果：文献[2]通过改变摩擦副材料，从而研究摩擦系数的影响规律，研究可知当其取值越高时，可有效提供系统传递扭矩的能力；文献[3]对油槽形式的影响进行分析，发现其形式改变可有效改善油液流量；文献[4]对功率吸收能力进行研究，发现高功率吸收能力，有利于热稳定性，可提供稳定可靠的传递能力；文献[5]对偶片结构进行研究，结果可知偶片可以改善摩擦副的耐久性和功率吸收特性。
湿式多片离合器的设计分析作者：佴晓珣袁海环来源：《企业技术开发·下旬刊》2015年第08期摘要：湿式多片离合器作为双离合变速器的关键部件，对整车传动效率、换挡品质有着重要的作用，文章阐述了湿式多片离合器设计分析方法，并且结合工程实际，提出简化的摩擦片当量半径和油压推算公式，为工程设计提供了理论依据。
关键词：离合器；设计；分析中图分类号：U463.211 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）24-0027-01双离合变速器（Dual Clutch Transmission）DCT有别于一般的自动变速器系统，它基于手动变速器而又不是自动变速器，除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外，还能提供无间断的动力输出。
目前国外汽车工业强国已经开始量产，在一些高档车型上开始普及，可见离合器作为重要的传动接合部件对整车性能的重要。
本文以某型双离合变速的输入来研究湿式多片离合器的设计分析。
1 模型通常设计人员依据整车厂提供的技术要求和变速器的布局来设计离合器，在保证满足技术的前提下竟可能降低成本，整体结构如图1所示。
[图1 湿式多片离合器结构简图]离合器的结构中，摩擦片对离合器工作性能影响很大。
离合器摩擦副元件由摩擦元件及对偶元件两部分组成。
其特点是：可在主、从动轴转速差较大的状态下实现平稳、柔顺的结合。
因为最大传输扭矩较小，使用金属摩擦材料，如铜基粉末冶金就可以满足轿车、货车等机械的制动上的需求。
2 传递扭矩关系的确定湿式多片摩擦离合器的摩擦转矩与摩擦副数、摩擦系数、压紧力和作用半径有关。
其关系式为：T=βμFrez式中，T为摩擦转矩；μ为摩擦系数，从动力换档传递扭矩出发，取动摩擦系数0.1；F为摩擦片压紧力；z为摩擦副数，采用4对摩擦副；re为摩擦副当量半径；β为储备系数，乘用车β选择：1.20～1.75摩擦片单元结构，如图2所示。
[图2 摩擦片示意图]一对摩擦副上一个单元圆环的摩擦转矩为：dT=2βπμpρ2dρ式中，p为单位压力；ρ为圆环半径。
北京信息科技大学毕业设计（论文）题目：湿式离合器摩擦片热负荷测试系统与实验包箱设计学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名班级／学号：指导教师／督导老师：起止时间： 2013年月日至 2013年月日摘要本文对湿式多片离合器的温度测试设计用到的湿式多片离合器结构进行了功能原理设计改进，方案比较及选择，并对关键零部件进行了强度校核，结果满足设计要求。
最后绘制了湿式多片离合器的装配图及零件图等。
湿式多片摩擦离合器的广泛应用于车辆、船舶及工程机械中一个重要的一个传动部件，它依靠摩擦片和对偶钢片之间的摩擦力去传递动力。
在湿式多片摩擦离合器地接合过程，在控制油压得作用下，活塞压紧着摩擦副，由于离合器地主动部分与从动部分存在的转速差，因此摩擦片与对偶钢片的相互滑摩，产生大量的摩擦热。
摩擦热流进摩擦片与对偶钢片之后，引起温度场整体改变，进而引起了热应力场产生，改变了各盘片地力学状态。
由摩擦热的引起的离合器内部得温度场与热应力场得改变是离合器失效地重要因素之一，它将会导致摩擦片与对偶钢片地翘曲、局部的烧损、盘片表面的材料剥离及表面热裂纹的生成等形式失效。
因此，对湿式多片离合器摩擦副进行的热分析，对于解决因摩擦热引起地离合器失效富有较高的理论意义与实用价值。
热弹性的不稳定性将导致摩擦面上产生了局部的高温点，从而会导致材料的破坏、热裂纹的生成与摩擦振动得引起。
湿式多片离合器得摩擦热是造成其失效的一个非常关键原因，想要解决掉离合器的热失效问题就必须对每个摩擦副进行热分析，取得了温度场与热应力场的总体分布特征，为离合器技术得发展提供一些依据。
掌握了湿式离合器动态的接合特性是对湿式多片离合器进行较精准控制的大前提。
湿式多片离合器动态的接合特性的研究内容是自动变速器的研发的重要的共性技术之一。
关键词：湿式多片离合器、温度测试、摩擦热、离合器的热失效。
AbstractTemperature test design in this paper, the wet type multi-disc clutch used in wet multi-disc clutch structure function principle design improvements, scheme comparison and selection, and the key parts has carried on the intensity, the results meet the design requirements.Finally draw the wet type multi-disc clutch assembly drawing and part drawing, etc.Wet multi-disc friction clutch is widely used in vehicles, ships, and is a very important part in engineering mechanical driving part, and it relies on friction between the friction piece and dual steel piece to transfer power.In wet multi-disc friction clutch engagement process, under the action of control oil pressure, piston compression friction pair, due to the active part and the driven part of the clutch speed difference exists, therefore the friction piece and dual steel piece sliding friction each other, producing a large number of frictional heat.Friction heat flow into the friction piece and dual steel piece, cause the change of temperature field, resulting in thermal stress, changes the mechanics state of disc.Caused by friction heat inside the clutch temperature field and thermal stress field of the change is an important factor of clutch failure, it will lead to friction piece and dual steel piece warp, partial loss, disc surface stripping and surface thermal cracks generated form of failure.Therefore, thermal analysis was carried out on the clutch friction pair, for solving caused by friction heat of clutch failure has higher theoretical significance and practical value.Thermoelastic instability produce local high temperature will lead to the friction surface, which can lead to material damage, thermal crack formation and friction caused by vibration.Wet multi-disc friction clutch friction heat is a key cause of the failure, to solve the clutch thermal failure must be carried out on the friction pair of thermal analysis, obtains the distribution characteristics of temperature field and thermal stress field, provide the basis for the development of clutch technology.Grasp the dynamics of wet clutch engagement characteristics is the premise of accurate control of wet clutch.Wet clutch dynamic joint research is one of the important common technology research and development of automatic transmission.Keywords:Wet type multi-disc clutch、The temperature test、Friction heat、Thermal failure of the clutch.目录摘要（中文） (Ⅰ)（英文） (Ⅱ)第一章综述 (1)第一章综述一、综述：1.1、课题背景与研究意义湿式多片摩擦离合器的广泛应用于车辆、船舶及工程机械中一个重要的一个传动部件，它依靠摩擦片和对偶钢片之间的摩擦力去传递动力。
湿式多片离合器的热弹性失稳分析邓涛;胡丰宾;孙冬野【摘要】基于湿式多片离合器实际结构和约束条件,应用ANSYS/LS-DYNA进行离合器摩擦副滑动摩擦阶段的瞬态热-结构耦合仿真,以分析对偶钢盘上的热点分布形式,比较不同厚度和不同环面宽度下,对偶钢盘表面的温度分布情况.最后用一个实例分析了对偶钢盘的尺寸对其热弹性失稳现象的影响.%Based on the real structure and constraint condition of wet multi-disc clutch, a transient thermal-structure coupling simulation of the clutch at its slipping phase is conducted with ANSYS/LS-DYNA to analyze the hot spot distribution on steel discs and compare the surface temperature distribution of steel discs with different thicknesses and surface widths. Finally, the effects of the dimension of steel disc on thermoelastic instability phenomenon are analyzed with a real example.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2012(034)010【总页数】5页(P918-922)【关键词】离合器;热弹性失稳;热应力;温度场;翘曲【作者】邓涛;胡丰宾;孙冬野【作者单位】重庆交通大学机电与汽车工程学院,重庆400074;北汽福田汽车工程研究院商用车动力总成工程中心,北京102206;重庆大学,机械传动国家重点实验室,重庆400030【正文语种】中文前言湿式离合器摩擦副为环形薄片，在滑动摩擦过程中会产生热弹性失稳现象，引起对偶钢盘局部温度过高，产生波浪形翘曲。
基于ABAQUS 的湿式离合器摩擦副温度场有限元模拟吴瑾1，李乐s王立勇(1.北京信息科技大学机电工程学院，北京100192;2.北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室，北京100192)摘要：显式多片换挡离合器作为自动变速系统与综合传动装置的核心部件之一，工作过程中接触面摩擦产生大量的热，摩擦热 引起的离合器内部温度和热应力非线性变化是离合器失效的重要因素，目前的实验条件和方法还不能准确测试接触表面温度变 化状态。
研究湿式离合器摩擦副温度场分布变化规律具有重要意义，以湿式离合器摩擦副为研究对象，对温度场进行理论分析、 有限元模拟。
关键词:湿式离合器;摩擦界面;软件仿真;温度场中图分类号:T H 17 文献标识码：BD O I ： 10.16621/j .c n k i .is s n 1001-0599.2018.07.29引言湿式离合器作为汽车在起步和换挡时重要工作部分，离合 器的主要部件是摩擦副，摩擦副由对偶钢片和摩擦片组成，摩擦片则由摩擦衬片和摩擦基片烧结而成。
湿式离合器比干式 离合器磨损小、性能稳定、工作寿命长、转矩容量大、控制简 单、接合平稳。
在离合器结合的短暂时间内，对偶钢片和摩擦 片之间的摩擦会产 生热量，使对偶钢 片和摩擦片的温度 升高，致使离合器 失效。
实验表明，湿 式换挡离合器的失 效形式通常是因为 换挡瞬间温升过 局，盘面温度和应 力梯度过大，从而 导致摩擦副的翘曲 变形，甚至烧结为 一体。
因此，研究离 合器在一般接合过 程中摩擦副的温度 场变化，可以为离 合器摩擦副温度变 化的研究提供参考 模型。
使用A B A Q U S 建立湿式接合离合 器摩擦副的3D 有 限元模型，考虑摩 擦接触、相对旋转 运动和热机親合等 因素，研究接合过 程影响摩擦副接触 表面的温度场分布 的一些情况。
图1湿式离合器摩擦副钢片和摩擦片 有限元模型1三维有限元模型的建立湿式换挡离合器是很多片环状对偶钢片和摩擦片相间分布组成的，见图1。
湿式摩擦副滑摩过程温度场分析及实验验证李乐;李浩;王立勇;袁跃兰【摘要】湿式摩擦副滑摩过程温度场与应力场相互耦合作用,温度场分布受到多种因素影响,其中压力、旋转速度、润滑流量作为湿式摩擦副工作参数对其温度场的影响尤为显著.在理论分析基础上,采用有限元数值模拟分析与实验研究相结合的方法,对摩擦界面温度场时空分布特性进行研究,同时研究界面温度场在摩擦副工作压力、相对转速和润滑流量作用下的变化规律.研究表明:在对偶钢片和摩擦片近外径侧更易出现高温和应力集中区,且对偶钢片相对于摩擦片更易出现温度和应力分布不均匀情况;温度场中高温集中区与应力场中应力集中区相对应,最大温度随着压力增加、相对转速增大、润滑流量减少而显著上升,该结果得到试验结果的验证.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2019(044)006【总页数】10页(P1-9,46)【关键词】湿式摩擦副;温度场;热机耦合;热电偶测温【作者】李乐;李浩;王立勇;袁跃兰【作者单位】北京信息科技大学机电工程学院, 现代测控技术教育部重点实验室北京100192;北京信息科技大学机电工程学院, 现代测控技术教育部重点实验室北京100192;北京信息科技大学机电工程学院, 现代测控技术教育部重点实验室北京100192;贵州交通职业技术学院机械电子工程系贵州贵阳550008【正文语种】中文【中图分类】THI17以湿式摩擦副为核心部件的湿式多片换挡离合器是现代自动变速系统与综合传动装置的核心部件之一，广泛应用于履带装甲车辆、大型船舶、起重机、装载机等和工程机械等重型装备。
离合器接合过程中，湿式摩擦副处于滑动摩擦状态，产生大量摩擦热，润滑油流经接合界面带走部分热量。
但是，由于接触压力的不均匀分布仍会导致摩擦界面温度非均匀分布，产生热弹不稳定性[1-4]，进而导致离合器摩擦副出现热斑、翘曲变形等早期失效形式。
随着时间的推移，过高的温度会使摩擦副出现严重磨损、材料脱落甚至烧结为一体[5]，严重影响湿式离合器工作性能。
湿式双离合器温度特性的研究湿式双离合器是一种广泛用于汽车和摩托车等车辆传动系统中的重要部件。
它具有快速换挡、高效率、平顺性好等优点，在提升车辆性能和减少燃油消耗方面发挥着重要作用。
然而，在长时间高负荷工况下，湿式双离合器会产生大量的热量，并且高温会导致其工作性能下降，甚至引发严重的故障。
因此，研究湿式双离合器的温度特性对于提高其工作可靠性和性能具有重要意义。
首先，摩擦片材料的摩擦磨损会产生大量的热量。
湿式双离合器的工作原理是通过摩擦片的摩擦作用，将发动机的动力传递到传动系统中。
当摩擦片与摩擦盘接触时，由于摩擦而产生高温，导致湿式双离合器的温度升高。
因此，研究摩擦片材料的热导性能以及其在高温下的摩擦特性对于提高湿式双离合器的耐热性具有重要意义。
其次，湿式双离合器的冷却系统对其温度特性起着至关重要的作用。
冷却系统通过在湿式双离合器上安装散热器和冷却管路，将产生的热量带走，降低湿式双离合器的温度。
因此，研究冷却系统的设计和优化对于改善湿式双离合器的散热性能至关重要。
再次，湿式双离合器的工作条件也会对其温度特性产生影响。
例如，不同工况下的工作负荷大小、刹车和加速等操作对湿式双离合器的温度升高有直接影响。
因此，研究不同工作条件下湿式双离合器的温度响应规律，有助于制定合理的操作策略以及设计出更加耐高温的湿式双离合器。
最后，湿式双离合器的材料性能也影响其温度特性。
传统的摩擦盘和摩擦片材料主要是用金属材料制成，金属在高温下容易导热，但也有可能因为热膨胀而引起融合失效。
近年来，一些新型摩擦盘和摩擦片材料，如有机胶粘剂和陶瓷材料等，具有优异的耐热性能和摩擦性能，可以显著提高湿式双离合器的工作温度范围。
综上所述，湿式双离合器温度特性的研究对于提高其工作可靠性和性能具有重要意义。
这需要从摩擦片材料的热导性能、冷却系统的设计和优化、工作条件的控制以及材料性能的改进等方面进行深入的研究。
通过这些研究，可以进一步提升湿式双离合器的热耐受性，延长其使用寿命，并为汽车和摩托车等车辆的传动系统提供更好的性能。
第57卷 第1期Vol. 57 No. 12019年1月January 2019农业装备与车辆工程AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERINGdoi:10.3969/j.issn.1673-3142.2019.01.007湿式离合器摩擦副瞬态温度场仿真分析顾健华1，黄晨1，陈旭2（1. 201800 上海市 上海汽车变速器有限公司；2. 200093 上海市 上海理工大学）[摘要]针对离合器接合过程摩擦副过热损坏问题，以某湿式DCT双离合器为研究对象，开展了湿式双离合器接合过程瞬态温度场分布规律研究，借助ANSYS仿真软件获得离合器摩擦副起步和换挡过程中瞬态温度场以及径向温度分布规律。
研究表明：接合过程中离合器摩擦副表面最高温度出现在即将接合完成时刻；随径向半径的增大，温度逐渐升高；升、降挡过程中，起步及2挡降1挡工况时离合器摩擦副高热负荷相对较高。
[关键词] 湿式双离合器；接合过程；摩擦副；瞬态温度场；仿真[中图分类号] U463.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-3142(2019)01-0028-05Simulation Analysis of Transient Temperature Field of Friction Pair of Wet ClutchGu Jianhua1, Huang Chen1，Chen Xu2(1. Shanghai Automobile Gear Works, Shanghai 201800, China;2. University of Shanghai for Science & Technology, Shanghai 200093, China)[Abstract] In order to solve the problem of overheating and damage of friction pair during clutch engagement, a wet DCT dual-clutch is taken as the research object, the transient temperature field and radial temperature distribution during clutch engagement are studied. The transient temperature field and radial temperature distribution are obtained by ANSYS simulation software. The results show that the highest surface temperature of clutch friction pair occurs at the moment of completion of engagement. With the increase of radial radius, the temperature increases gradually; In the process of up and down gear, the high heat load of clutch friction pair is relatively high when starting and gear 2 down to gear 1 working condition.[Key words] wet dual-clutch; engagement process; friction pair; transient temperature field; simulation0 引言离合器是DCT变速器的重要组成部件，其主要作用是实现汽车动力传递。
8000KW救助船舶湿式多片摩擦离合器过热分析作者：张尚耀李辉来源：《珠江水运》2018年第07期摘要：船用湿式多片摩擦离合器（图1）的摩擦片在较高速度时容易发生滑摩或油膜剪切发热问题。
这与润滑油油路结构、摩擦片油槽结构及离合器使用条件、摩擦片内部温度场、位移场有关，还与润滑及冷却介质的流场有关。
本文着重对我局8000KW系列救助船舶所采用的湿式多片摩擦离合器在操作、维护和管理方面可能会引起多片摩擦离合器过热这个问题进行分析。
关键词：离合器过热8000KW系列远洋救助船舶采用齿轮箱为瓦锡兰公司配套提供，标配产品。
垂直偏心布置，偏心距850mm。
型号SCV85-PC69/P72，额定输入功率4500KW，额定输入转速750rpm，输出转速（螺旋桨转速）192.1rpm。
轴带发电机输出转速1513rpm，输出功率1800KW。
轴带消防泵输出转速1791rpm，输出功率1050KW。
轴带齿轮油泵组为同轴双联泵，其高压泵排量106升/分钟，低压泵排量190升/分钟。
每台齿轮箱配置1台独立的电动滑油、控制油备用泵，为同轴双联电动齿轮泵。
低压泵提供齿轮箱的相关部件润滑、冷却用油，高压泵为离合器和变距桨提供液压控制用油[1]。
齿轮箱主离合器和消防泵离合器均采用液压驱动的多片式摩擦片离合器，以减轻離合器合排时的扭力冲击振动对离合器及齿轮箱部件造成损害。
1.离合器摩擦片过热的主要成因实际工作状态下，离合器摩擦接触面的压力分布往往是不均匀的，这就造成了接触压力高的区域产生了较高的温度场，有较高温度场的区域又会形成较高的热膨胀，从而导致更高的接触压力的形成。
这种正反馈作用在相对滑动速度超过一个临界值的情况下将变得很不稳定，加剧摩擦表面接触压力和温度场的不均匀性，导致摩擦系统的不稳定，这种现象称为热弹性不稳定现象。
热弹性不稳定将导致摩擦面上产生局部高温点，从而导致材料破坏、热裂纹生成和摩擦振动的引起（如图2）。
研究发现，过热的两大主要原因是离合器合排打滑和严重带排。
湿式离合器内花键摩擦热负荷分析俞建卫;王礼飞;施毅;魏巍;陈雄【摘要】By taking a friction disk of high energy density wet clutch as research object,the thermal load on the friction disk’s involute spline was studied. Based on ANSYS mult-physics fields,a three-dimensional transient thermal-structural coupling model was established in friction disk engagement process. By considering the impacts of composite oil grooves in spiral radial direction,the transient thermal stress and deformation ofthe internal spline were analyzed. The results show that the large temperature gradient is occurred in internal spline tooth portion in the engagement process,and thermal stress is significantly concentrated at the root of the tooth,which affect the engagement reliability of spline greatly under complicated working conditions. The thermal deformation in the tooth portion is varied greatly along with different positions in oil grooves,which causes the uneven load in tooth portion and the tooth fracture failure under impacting load.%以某高能量密度湿式离合器摩擦片为研究对象，对摩擦片的渐开线花键进行热负荷研究。
