《高速濕式多片離合器流固耦合振動研究》是依託北京理工大學，由彭增雄擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高速濕式多片離合器流固耦合振動研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：彭增雄
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
試驗表明，高速分離狀態濕式多片離合器線速度大於某臨界值時，會發生摩擦片之間的強烈碰振現象，引起帶排轉矩及帶排功率損失的急劇上升；前期的振動頻譜分析表明該現象為流固耦合誘發的寬頻帶流致振動和流致失穩，其誘發機理有別於單一的窄頻帶回響振動特性的漩渦脫落或者流彈不穩定誘發機理。本申請針對該流固耦合振院姜采動問題，擬建立濕式多片離合器非線性約束流固耦合動力學模型，並進行摩擦片的流固耦合作用數值模擬；探討非保守振動系統的能量輸送與反饋通道，研究能量輸入與振動相位的關係，揭示流固耦合誘發振動及其失穩機理；研究流固耦合作用下的結構有效剛度及流體阻尼的變化規律，探討摩擦片溝槽最佳化在氣液兩相流動狀態下的附加流體阻尼對振動的抑制。項目成果結合申請人前期的研究工作，可形成濕式多片離合器低速全膜潤滑、中速空化流動和高速流固耦合振動的鞏拔刪統一帶排轉矩模型，用於離合器性能預測和參數設計，減小功率損失，提高傳動效率。
結題摘要
在大於某臨界轉速時，高速濕式多片離合器摩擦片之間發生強烈碰振，帶排轉矩急劇上升，造成摩擦片熱失效，其振動誘發機理尚不清楚。本項目針對高速濕式多片離合器流固耦合振動問題，建立摩擦片非線性約束流固耦合動力學模型，揭示流體誘發振動及其失穩機理，分析流固耦合作用下的流體剛度和流體阻尼，獲取流固耦霸鍵射合振動特徵及其帶排轉矩影響規律。 針對摩擦片流固耦合振動問題，建立了氣液兩鞏櫃相流的均相模型和摩擦片的流固耦合動力學模型，通過有限元方法數值求解零階、潤滑方程，獲得了流體的9個剛度係數以及9個阻尼係數。針對高速濕式離合器振動失穩機理，建立了雙自由度角向擺振穩定性分析模型，無量綱綜合剛度與角向直接剛度較為接近，說明兩相流體所能提供的阻尼很小，提高角向穩定性只能採取提高臨界擾動頻率以及提供附加阻尼的措施。與徑向滑戀習戶朵動軸承的半頻渦動類似，角向擺動自振踏提漏的臨界頻率比約為0.5，該頻率特性為固有特性，並完成了試驗驗證。濕式離合器角向擺動自振的滿足條件遠低於軸向自激振動，故其碰振通常表現為角向擺振。 建立了摩擦片的碰撞接觸模型，分析了角向擺振的非線性振動回響。發生戒榜試蒸碰撞後，角向擺振為等幅振動，碰撞相位角在-180°~180°之間變化，表現為摩擦片的章動。角向擺振回響基本保持周期性，流體剛度、阻尼和摩擦片轉動慣量決定的諧振分量仍然起主導作用，但已經開始表現非線性特徵，為非完全重合的相軌跡。建立了含碰撞摩擦的高速帶排轉矩模型，並進行了試驗驗證。 進行了槽型參數對穩定性影響規律的研究和斜線槽、螺旋槽的槽型最佳化，完成了T型槽、人字槽的剛度、阻尼特性分析。根據流固耦合動力學模型及穩定性分析，給出了典型槽性的角向穩定性區間。研究了收斂的油膜間隙有利於提高軸向無量綱阻尼、角向無量綱綜合剛度，從而提高軸向振動穩定性以及角向擺振的穩定性。分析了附加剛度、阻尼材料提高角向穩定性的可行性。 發表了3篇SCI論文，2篇會議論文，在審論文4篇，研究成果為提高振動臨界轉速奠定了理論基礎。
