不同潤滑流量對濕式離合器帶排損失測試試驗臺設計【含CAD圖紙、說明書】

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外徑為150mm。,油道直徑：,濕式離合器設計及參數(shù)計算,傳動軸與離合器缸體之間采用花鍵連接的方式，花鍵鏈接可以承受大載荷；而且花鍵的鍵槽很淺，不會影響軸的性能；花鍵對零件的導向性也非常好。,花鍵,回位彈簧,彈簧中徑：10mm; 鋼絲直徑：2.5mm; 自由高度：38mm。,齒輪設計及校核,Y315M2-4防護型異步電機 額定功率：200kW； 同步轉(zhuǎn)速：1500r/min。,按齒面疲勞強度設計主要尺寸,分度圓直徑：,齒寬：,校核齒面接觸疲勞強度：,校核齒根彎曲疲勞強度：,軸的設計及校核,利用扭轉(zhuǎn)強度法，最小軸徑根據(jù)式：,按扭轉(zhuǎn)合成法校核輸出軸，該軸的結(jié)構(gòu)滿足強度要求。,軸承壽命分析,由于斜齒輪會產(chǎn)生軸向力，根據(jù)軸徑大?。?,輸入軸選用7012AC角接觸球軸承,輸出軸選用7010AC角接觸球軸承,總結(jié),總結(jié),通過這次畢設，使我初步了如何設計一款產(chǎn)品。這個過程包括了資料查詢、總體方案確定、初步設計、檢查修改、論文撰寫、及二維圖紙繪制等一系列緊密相扣環(huán)節(jié)。 但同時也使我認識到了自己很多的缺點與不足。首先是關(guān)于知識層面的，對專業(yè)技能的運用還不是很好。其次是在設計思路上的短缺，因為從沒有自己設計過一項產(chǎn)品，因此對于設計流程以及重點都不是很了解，經(jīng)過鄭長松老師的點撥之后，先進行了總體方案的布置，然后根據(jù)總體布置去確定各個具體設備。最后是關(guān)于時間安排上的不合理，由于開學的實習以及5月份的軍政訓練月，導致自己的畢設時間安排出現(xiàn)了混亂，沒有很好的利用碎片時間，因此導致畢設進度比較遲緩。,致謝,致謝,首先，感謝在畢設過程中給予我指導的鄭長松老師，是鄭老師的指點，才使我很快克服了起步難的困境，以及如何從大局角度去設計這個試驗臺，從而使我能夠順利完成畢業(yè)設計。其次，要感謝身邊的同學，在設計的過程中遇到了很多問題，有自己看不明白的或者以前學過現(xiàn)在記不清楚的，向同學咨詢，同學們都會很熱心的回答。同時要感謝侯旭朝同學，在我遇到不會的地方，總會無私的給予我?guī)椭Ｖ孕牡母兄x所有幫助過我的人！,謝謝,,畢業(yè)設計（論文）任務書 題目類別： 畢業(yè)設計 題目性質(zhì)： 工程設計 畢業(yè)設計（論文）題目： 不同潤滑流量對濕式離合器帶排損失測試試驗臺設計 學 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 指導教師 題目內(nèi)容： 濕式離合器廣泛應用于履帶裝甲車輛綜合傳動裝置，高速運轉(zhuǎn)時離合器潤滑流量的不同對帶排損失影響較大。本題目要求根據(jù)已知離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速參數(shù)及技術(shù)指標，設計能夠?qū)崿F(xiàn)對離合器摩擦片潤滑流量測試及不同流量下離合器帶排損失測試方案，并完成離合器包箱及試驗臺的設計，對主要軸進行強度校核設計、軸承壽命分析計算。 任務要求： 1） 離合器試驗臺設計； 2） 主要部件如離合器、齒輪等設計計算； 3） 離合器、齒輪的三維設計； 4） 系統(tǒng)圖樣及部件圖，3張A0圖紙； 5） 說明書2.5萬字； 6） 外文翻譯，5000字左右。 指導教師簽字： 年 月 日 教學單位負責人簽字： 年 月 日 責任教授簽字： 年 月 日 摘要 這項工作的重點是制動條件下圓盤上的局部熱通量。使用耦合到盤內(nèi)的溫度測量的逆熱傳導方式鑒定其所產(chǎn)生的熱量和溫度場。功能規(guī)范在磁通強度和演進關(guān)于時間和滑動表面位置沒有任何先驗信息下被用來評估模型中的臨界條件。圓盤熱通量鑒定被執(zhí)行用于不同制動條件（ 滑動速度和正常壓力）的高速摩擦磨損試驗機。使用允許感應的數(shù)據(jù)傳送遙測系統(tǒng)可以獲得溫度值。對制動條件在熱再分配和表面溫度的的影響進行了討論。 關(guān)鍵詞： 逆方法、遙測測量、制動條件、高速摩擦磨損試驗機 21 第 1 章 緒論 在汽車制動器襯套里，摩擦材料被用于動能迅速消散的小表面上。墊片和圓盤那時需要經(jīng)受劇烈的熱應力和機械應力。摩擦和磨損也受到接觸處溫度升高的影響。制動效率損失可以通過有機制動片的溫度升高來研究。隨化學制劑相應變化的效率損失是由于在 300℃以上酚醛樹脂降解造成的。因此工作旨在發(fā)現(xiàn)一些方法來冷卻圓盤和限制溫度升高。熱條件對于更好地理解在界面處發(fā)生的物理現(xiàn)象是必不可少的。熱分區(qū)一般是由定義圓盤一側(cè)的熱消散的參數(shù)α 來定義。由于接觸區(qū)凸凹不平和動態(tài)效果，圓盤和墊片表面溫度的不同已經(jīng)被觀察到了。對于定義一個取決于滑動速度、材料和磨屑的接觸熱阻是有必要的。 一些特定的溫度場已經(jīng)被研究用于在圓盤接觸表面使用紅外熱像儀。安德森已經(jīng)命名和把他們分類為熱點。在表面粗糙區(qū)域溫度可能局部超過 1200℃。這種現(xiàn)象被貝洛克定義為閃點溫度，而且格林伍德也建議了一種評估這個溫度值的方法。宏觀觀測點產(chǎn)生于熱彈性不穩(wěn)定性。這些點優(yōu)先出現(xiàn)在劇烈的制動條件的情況下。由于熱變化率引起了機械應力，所以 Dufrenoy 強調(diào)對于圓盤的損壞局部熱量是有責任的。 遺憾的是圓盤的放射性隨著制動過程中溫度和表面粗糙度的變換而變化。為了精確地測量表面溫度， 在先前的工作中放射性制圖需要作為鑒定。Thevenet 已經(jīng)發(fā)明了同時測量放射性和低于 200℃ 的表面溫度的雙色高溫計。通過假設放射值不隨波長變化以及在波長范圍內(nèi)圓盤被視為灰體是可能的。然后這種雙色高溫計就被卡塞姆連接于一個紅外熱像儀用于得到合適的表面溫度值。此外， Siroux 通過將螢石嵌入銷的一側(cè)已經(jīng)測量出了局部磁針接口的溫度。 同時，分析和數(shù)據(jù)模型已經(jīng)被開發(fā)用來評估在對抗劑部分的熱再分配和預測溫度場。Siroux 已經(jīng)在圓盤周期性滑動接觸區(qū)使用基于傅里葉變換算法的模型來鑒定溫度場。Laraqi 已經(jīng)研究出了穩(wěn)定狀態(tài)下， 在一個循環(huán)周期內(nèi)熱量產(chǎn)生的損耗通過對流熱傳遞達到平衡的 3D 圓盤溫度場。該分析模型突出強調(diào)圓盤轉(zhuǎn)子速度對熱路徑形狀的影響。在瞬態(tài)問題的情況下，數(shù)值的分辨率比分析鑒定更合適。逆熱傳導方式可用于計算熱條件和數(shù)值模型的臨界條件。當 分辨率是連續(xù)的時候，鑒定在沒有先驗條件下的熱通量演變的方法是有效的。楊采用直接模型模擬實驗數(shù)據(jù)已經(jīng)論證了在制動盤上計算邊緣條件的能力。它表明采用逆方法小心選取傳感器位置以獲得精確的數(shù)據(jù)是必要的。 在這項工作中，采用縮小比例的銷盤試驗機（高速摩擦磨損試驗機）來研究熱量生成。這個實驗裝置已經(jīng)被開發(fā)用來研究在劇烈滑動條件下的熱量生成。圓盤和銷的尺寸被選取用來保持熱條件達到滿量程的熱再分配。采用 K 型熱電偶和遙測系統(tǒng)在運動部件內(nèi)部執(zhí)行溫度測量。圓盤摩擦環(huán)上的熱通量被貝克開發(fā)的功能規(guī)范方法計算出來了。這使得采用軸對稱模型沿圓盤直徑方向的重新賦值成為了可能。在這項研究中，實驗測試是恒定的平均常壓和自制材料的滑動速度下進行的。純酚醛樹脂材料的銷被用來作為有機制動片的基質(zhì)和低碳鋼材料的圓盤。制動條件在熱分布和強度的影響被討論了。 第 2 章 逆熱傳導方式 2.1 、圓盤模型 在二維軸對稱配置中解決熱傳導方程（公式（1））。這種配置是基于 Laraqi在制動盤上的三維溫度場。根據(jù)一個周期內(nèi)的對流熱損失和沿角度方向的溫度梯度，熱通量的鑒定能夠在（ r,z）軸上進行。此外，在三維模型求解逆問題將需要大量的傳感器。這些插入圓盤熱電阻的傳感器將會在相當程度上阻礙溫度場，而且也會得到差的鑒定結(jié)果。 問題示于圖 1。根據(jù)縮小比例的規(guī)則選取圓盤和銷（詳情見 3.2）。該盤直徑 100mm、厚度 10mm。摩擦環(huán)界定了產(chǎn)生的熱通量消散的區(qū)域，也即未知的臨界條件。圓盤摩擦范圍在和之間。 施加于圓盤表面的絕緣臨界條件與附屬裝置相接觸（ 公式（ 2））。絕緣條件應用于的圓盤內(nèi)徑和的背面部分。如實驗部分所描述的采用低導熱率的材料以盡可能快的限制額外熱量的傳輸。沒有固體接觸的其它磁盤表面被認為是由空氣流來冷卻。對熱流傳輸是使用基于圓盤的旋轉(zhuǎn)速度和徑向位置的對流系數(shù)建立的模型（ 公式（ 3））。這些系數(shù)是使用 Sieoux的公式（4） 正確計算得出的。當，圓盤表面的空氣流是層流， 而且對流系數(shù)只取決于旋轉(zhuǎn)速度。當大于，空氣流是湍流，而且對流系數(shù)取決空氣熱導率，徑向位置 r 和雷諾數(shù)。對于中間值 Re， h 值通過線性內(nèi)插法計算得出。 (2) (3) (4) 圖示 1 當摩擦環(huán)表面每一部分持續(xù)摩擦而且移出接觸區(qū)時就需要考慮對流熱傳輸。對數(shù)系數(shù)被 2 劃分的摩擦滑動角定義的自由表面角比加權(quán)。 該參數(shù)沿徑向位置的變化被繪制在圖示 2 中。由于在圓盤配置上的銷， 值隨著摩擦環(huán)徑向位置的改變而改變。在我們的實驗案列中， 銷的直徑是 24mm， 圓盤上的平均摩擦半徑是 36mm。 這個正問題被隱式解析的有限差分法解決了。在一項優(yōu)化嚙合尺寸的研究后， 我們選擇去離散 和 的圓盤。其熱性能來自于【23】且 視為常數(shù)。在實驗溫度 20-400℃范圍之間，熱導率和比熱變化低于 5％。這些常數(shù)值列于表格 1。 圓盤熱性能： 2.2 、功能規(guī)范方法 表格 1 功能規(guī)范方法是一個確定熱問題里瞬態(tài)問題的非常有效的逆方法。確實， 這種方法允許在沒有任何關(guān)于形狀和模型參數(shù)的知識下鑒定熱性能和邊緣條件。該算法基于未知邊緣條件的增加的錯誤評估來最大限度的減少溫度值在計算和實驗的差距。差函數(shù) J 被公式（ 6） 定義。 (6) 對于每個時間增量 ，邊緣值的假設被執(zhí)行為了數(shù)個將來時間步長。在很多試驗中，這個值在我們的案例中被選取為常數(shù)。正問題然后被解決以獲得整個領域的數(shù)個將來時間增量的溫度場。在傳感器位置得到的數(shù)據(jù)然后和實驗數(shù)據(jù)相比較。由于常數(shù)值得假設，與邊緣條件有關(guān)的誤差被計算以最大限度的減少 J 函數(shù)定義的溫度二次差。最后，一個帶有校正后的熱通量的直接方案被執(zhí)行為了一個將來的時間步長。程序一直重復到實驗持續(xù)時間結(jié)束。 如上所述，溫度差及臨界條件評估必須在數(shù)個將來時間增量中進行。在逆問題中需要引入一個時間穩(wěn)定。當實驗數(shù)據(jù)總是包含一些噪音的時候，計算的熱通量就引起了強擾動。除了使溫度數(shù)據(jù)平穩(wěn)外，解決將來時間增量的逆問題也需要考慮避免計算偏離。然而，這項科技在估計值方面引起了偏差。將來時間步長 nft 的數(shù)量必須被選擇以使穩(wěn)定性和平滑性達到良好的平衡。 時間增量 和將來時間步長 nft 的數(shù)量基于靈敏度系數(shù) X 來選擇。這是在測量位置由溫度變化所定義的摩擦環(huán)上的一個單一的熱通量變化（公式 （7））。 (7) 靈敏性分析見圖示 3。對于在 t=0 時施加于 r=36mm 的圓盤表面的熱通量變化率，在這個表面 1mm 下的溫度變化率以不同半徑位置繪制。厚度位置也被施加于實驗條件之中。在等半徑位置，靈敏度在 0.05s 后就達到了最大值。對于 r=34mm 和 r=38mm 附近的位置，達到最大溫度值需要更多的時間（ 約 0.13s）。這個所需的時間隨加熱表面的距離增大而快速增長。距熱半徑位置 4mm 的傳感器達到最高溫度值需要 0.34s?；谶@些考慮，一個時間增量 解決了逆問題。將來時間步長 nft 數(shù)量的選擇與傳感器數(shù)量和位置有關(guān)。 摩擦環(huán)上的冷卻表面比例 圖示 2 圖示 3 2.3 、傳感器位置及未來時間步長 nft 數(shù)量的選取 傳感器的位置必須被合理選擇以使用功能規(guī)范方法過得良好的估計值。在多維問題中，使用逆科技要求每一個未知的熱通量都是相似的反應，也就是說， 傳感器的靈敏度對于所有的臨界條件都是相等的。這個用 表示的比率（ 公式 （8））對于確定需要的熱電偶數(shù)量、傳感器插入位置和將來時間步長的數(shù)量是一個有效的方法。用靈敏度系數(shù) X 來計算參數(shù)（公式（ 7））。這個比率允許在沒有解決整個逆問題時快速地測試幾種配置。傳感器位置及將來時間步長 nft 數(shù)量的選取是相關(guān)的，且需要同步確定。只要沒有一個熱通率是少于大多數(shù)未知表示的 75%的位置都是可以接受的。 (8) 表示 4 種不同條件的比率經(jīng)多次測試繪制于圖示 4 中。在所有的測試中， 假設一個傳感器在最小摩擦半徑 ， 另一個在最大摩擦半徑 。 其余的傳感器分布在這兩個極端位置之間。由于機器約束的缺陷，厚度位置固定于距摩擦表面 1mm 處。這兒描繪了使有 5 個和 7 個熱電偶傳感器的測試?？紤]到實驗可能性，熱電偶的數(shù)量限制在 8 個以內(nèi)。對于使用 5 個傳感器的實驗，我們發(fā)現(xiàn)在徑向處缺少了距離傳感器 3mm 位置的信息。當 nft=7，標準化的表示比率低于 45%。選擇 nft=12 需要考慮改善熱通量表示，但是有些比率 會低于 55%， 而且時間穩(wěn)定也將會引起估計值的一個重要的誤差。對于使用 7個傳感器，在 nft=5 時最小的標準比率高于 63%，而且在 nft=7 時達到最小值 75%。由于使用了 7 個傳感器的最后配置和 nft=7 使得熱通量表示和時間穩(wěn)定達到平衡而被選擇。就像在圖示 5 所展示的， 在實驗裝置到的徑向位置每 4mm 且角度位置每 45°處安裝一個傳感器。角度再 分配被選取以限制由于孔造成的溫度場擾動。 圖示 4 2.4 、空間穩(wěn)定性 圖示 5 圓盤熱電偶位置 在多維問題的測試中，未知熱通量 M 的數(shù)量大體上比傳感器數(shù)量 N 更重要。如上所述，實驗人員必須減少熱電偶的數(shù)量以避免溫度場的擾動。在解決逆問題中存在很多困難。在這項實驗中，存在很多解決熱通量分配的方法，而且這些方法能夠最大限度的較少數(shù)值實驗的溫度差異。然后將它運用到空間穩(wěn)定性 中。一個術(shù)語應用于（公式（ 6））以避免附近位置的非物理熱值波動。在修正公式（公式（ 9））中，參數(shù)考慮到從一個插補到另一個插補的空間熱通量變化的減少。當時間穩(wěn)定時， 值的選取必須基于避免空間波動和引起偏差的平衡。據(jù)布蘭克所述，在沒有解決整個逆問題時考慮靈敏度系數(shù) X 能夠估計一個有效的值。 (9) 2.5 、數(shù)值驗證 使用楊使用過的源文件方法執(zhí)行逆方法中的數(shù)值驗證。這種方法允許將來時間步長 nft 和傳感器位置的證實， 而且也允許選擇一個空間穩(wěn)定性參數(shù)常數(shù)值。溫度場在施加于摩擦環(huán)上的熱通量全域上計算出來了。溫度數(shù)據(jù)然后從數(shù)值結(jié)果中提取出來，而且白噪聲（0.05℃）被增加以模擬來自于傳感器位置的實驗數(shù)據(jù)。功能規(guī)范方法然后應用于找到強加的臨界條件。 選取的強加的熱通量目的為獲得接近實驗測試中發(fā)現(xiàn)的數(shù)值的條件。根據(jù)以下數(shù)據(jù)使用（公式（ 10））計算產(chǎn)生的熱量：，P=1MPa，， 。在一個恒定值下加熱圓盤 30s。對于摩擦環(huán)上的熱分配， 假設一個恒定的應用壓力。這個形狀只取決于徑向位置的線性函數(shù)的平滑速度和平滑長度，也就是說，在術(shù)語（ 1-）上。強加和計算的熱通量帶有相對誤差的表示在圖示 6 和 7 中。 ; (10) 在圖示 6 中，測試期間熱通量表示在平均摩擦半徑上。這表明模型引起了短暫的演化。一些誤差因突然的熱通量變化而出現(xiàn)，而且部分由于時間穩(wěn)定所引起。在 1s 之后， 這個間隔快速地減少了，而且誤差也低于 5%。根據(jù)圖示 7 在時間 t=30s 時熱通量所描繪的徑向分布，接近摩擦環(huán)的邊緣的最重要的誤差能夠達到 40%。這就能夠被摩擦環(huán)上耗散功率的極小值所解釋清楚。在其他位置，當時誤差總是低于 5%。在也進行了測試。低于時，強度和非物理擾動出現(xiàn)在了估計的熱通量上。從到，這些形狀和強度接近于估計值。當s 時，反應的形狀變得極其平滑。這些誤差在摩擦環(huán)邊緣估計與強加的熱通量之間總是越來越重 要。根據(jù)這個分析， 的最適值是， 但是值將會被使用，因為它允許被數(shù)據(jù)噪音所引起的干擾減少。 圖示 6 數(shù)值驗證： 時間比較 圖示 7 數(shù)值驗證： 基于徑向位置比較 第 3 章 實驗 溫度數(shù)據(jù)從高速摩擦磨損試驗機測試而得，這種試驗機被設計用來在縮小的比例上減少制動條件。一個合適的遙測系統(tǒng)允許在內(nèi)部旋轉(zhuǎn)部分使用接觸法得到溫度測量。 3.1 、高速摩擦磨損試驗機 高速摩擦磨損試驗機由 TEMPO 實驗室研發(fā)以減少嚴重的熱機械摩擦條件。該設備在西門子 MT1 高速機械系統(tǒng)上設計而成。使用銷-盤裝置可以重現(xiàn)制動條件。對于這個摩擦盤直徑， 摩擦磨損試驗機在平均摩擦半徑上（ 13000rpm） 能夠達到 50m的平滑速度。 圓盤固定在一個帶有兩個具有低熱導率的鋯環(huán)（圖示 8）的 HSK63 卡盤上 （提示：）。這些環(huán)在其他部分是熱絕緣的，而且允許在一半滿刻度盤厚度上的對稱熱流的重現(xiàn)。該拉刀可以移動三個平移軸和一個旋轉(zhuǎn)軸。遙測裝置適于應用在卡盤上以測量如下所述的旋轉(zhuǎn)部分的溫度。 銷的厚度是 20mm 且被固定在剛性方格上。這被應用在旋轉(zhuǎn)盤上，通過在法線方向移動拉刀直到達到初始研究的接觸壓力。法向和切向負載使用一個3D 壓電式內(nèi)應力傳感器（KISTLER） 測量得出。在這個配置中， HST 能夠在法線方向 10KN 和切線方向 5KN 下工作。在銷的側(cè)面，使用嵌在銷接觸表面 1mm 下的 K 型熱電偶測量溫度。該傳感器用提供接近于樹脂的水泥膏固定，同時限 制由于孔造成的熱流擾動。 3.2 、縮小的比例尺規(guī)則 圓盤和銷被標注尺寸為了考慮到桑德斯給出的縮小比例尺規(guī)則。在滿刻度 和縮小比例之間的摩擦表面比例必須被保留（ 見圖示 9）。這允許在給定的平滑速度、法向壓力和摩擦系數(shù)下得到每單位面積下相同的能量耗散。就 Roussette 的工作而言，也保留了在圓盤和銷之間的熱再分配。圓盤厚度選取半滿刻度。對于常用的通風盤， 一側(cè)厚度約 10mm。當使用圓盤配置上的銷時，熱量僅消耗在制動系統(tǒng)相反的一側(cè)。對于滿刻度制動，來自每一邊的熱通量都相等時，零厚度位置也需考慮熱交換。 3.3 、圓盤溫度測量 在圖示 8 中，用遙測裝置測量圓盤上的溫度。通過感應式傳輸獲得旋轉(zhuǎn)部 分的數(shù)據(jù)。在這個系統(tǒng)中連接 8 個傳感器。每個傳感器都連接到功放模塊上， 而且信號傳輸?shù)蕉嗦窂陀闷鞑考?。復雜的信號通過一個外部零件復原，而且每個傳感器數(shù)據(jù)最終都是的條件。為了適應遙測裝置，摩擦盤必須是絕緣的以避免模塊加熱。在測量時零件無法忍受 80℃以上的溫度。 如 Guillot 的工作描述的一樣，這些傳感器通過電容性放電焊接在孔上。孔的直徑是 0.8mm 且能夠通過放電加工獲得。熱電偶導體的直徑是 0.1mm 為了獲得短的回復時間（ 約 1ms）。 3.4 、測試條件 制動襯塊和圓盤在試驗中的材料是相似的。樣本銷由純商業(yè)酚醛樹脂自制而成。選擇作為樹脂摩擦性能的未增強材料被同時研究了。圓柱件通過在150℃和法向壓力 5MPa 下加熱 15 分鐘而得到。壓縮部分從初始直徑為 30mm 縮減到相對于該縮小比例規(guī)則的尺寸。 通過測試幾個壓力和平滑速度的條件，來評估在產(chǎn)生熱通量的形狀和強度上的影響。就初始法向載荷條件而言，摩擦實驗在 0.35MPa 和 1.2MPa 下進行。這些壓力符合常用制動壓力和緊急制動壓力。為了 1000,2000,4000 轉(zhuǎn)的拉刀 轉(zhuǎn)速，正在重新試制三個平滑速度。這些速度在平均摩擦半徑上符合 3.75,7.5 和 15。這些平滑速度也能夠滿足一輛大轎車以 35,70 和 140 巡航的滿刻度圓盤。例如， 在 2000 轉(zhuǎn)和 1.2MPa 下測試得到的數(shù)據(jù)如圖示 10。熱電偶和壓力傳感器能夠同時獲得銷和圓盤內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)、平均壓力和摩擦系數(shù)變化。眾所周知，摩擦性能非常依賴于接觸溫度。能夠使用逆數(shù)值方法計算該值以及在圓盤一側(cè)產(chǎn)生的熱通量。 在制動條件期間發(fā)生在圓盤上的熱傳輸和溫度場能夠從明確定義位置的溫度測量上計算出來。由于熱現(xiàn)象被很好地建模，所以他們的數(shù)值鑒定很可能被提供。通過指導其他的臨界條件，使用逆熱傳導方法鑒定在圓盤摩擦環(huán)上產(chǎn)生的熱通量也成為了可能。貝殼介紹的功能規(guī)范方法應用到了這項工作中，而且通過最小化在熱電偶位置時數(shù)值和實驗溫度值之間的誤差函數(shù)允許對熱條件下的序列估計。 圖示 8 高速摩擦磨損試驗機 圖示 9 縮小的比例尺規(guī)則 圖示 10 銷溫度及負載—2000r-1.2MPa 第 4 章 結(jié)論 就實驗性重現(xiàn)的壓力和平滑速度條件而言，觀察到了在圓盤摩擦環(huán)上熱通量分配的一些差異。這些臨界條件的鑒定如三個被選擇的實驗所述。獲得的平均法向壓力 P=1.2MPa 和平滑速度結(jié)果展示在圖示 11 中。在圓盤左側(cè)， 對圓盤上的測量溫度進行了接觸表面 1mm 處以下三個徑向位置r=28mm,36mm,和 44mm 的繪制，為了方便觀察，只顯示了 r=36mm 處的計算表面溫度。沿徑向位置觀察到了溫度梯度，而且對于整個制動持續(xù)時間內(nèi)，最大值在平均摩擦半徑（ r=36mm）處。然而，在表面和傳感器在 36mm 處觀察到了一點溫度差異。這在測試中沒有超過 5℃。在圓盤右側(cè)，通過逆算法計算出來的確定的熱通量也被繪制了。這些值沿接觸表面 5 個徑向位置表現(xiàn)出來： r=28mm,32mm,36mm,40mm,和 44mm。相同演示的溫度測量和計算的熱通量被用在了其他實驗案例中。 在圖示 11 中，熱通量值有點受到干擾。如圖 7 所示， 在測試中這能夠被平均法向壓力變化所解釋。當使用逆模型響應時，實驗數(shù)據(jù)噪音一定引起了一些非物理變化。盡管在常壓和平滑速度條件下，在 t=40s 的所有鑒定臨界條件下也觀察到了快速縮減。這是由在升高的表面溫度下的衰落現(xiàn)象引起的磨擦系數(shù)損失造成的。這種表現(xiàn)方式能夠在表面溫度 160—180℃下觀察到。 就徑向分布而言，在平均摩擦半徑上的熱通量強度是更高的，且隨離此位置距離呈遞減趨勢。這能夠通過大量的表面比摩擦所解釋，這個銷的表面接近 于摩擦環(huán)的邊緣相比較的位置。通過比較 r=28mm 和 r=44mm 的位置，熱量生成比第二位置更重要。表面比和這些位置相似，但是平滑速度離圓盤中心距離而增加。對于相同的表面比，能量耗散的增加是一致的。 在圖示 12 中，展示了在平均法向壓力 1.2MPa 和平滑速度 15下實驗的溫度數(shù)據(jù)及熱通量。對于傳感器測量，溫度梯度顯得比以前更高。就厚度方向而言在 r=36mm 處，差異也變得更重要了，而且在表面及這個位置下 1mm 處可能達到 25°。就熱通量而言， 估計值表明熱量生成在平均摩擦半徑處有局部化的趨勢。在平均摩擦半徑和摩擦環(huán)邊緣的熱通量之間的比率隨著平滑速度的增加而增大。當耗散能量大約是 4 倍的時候，測試時間變得更短。在熱通量上的擾動沒有以前重要了。當溫度增加更快時，逆方法解決方案很少受到數(shù)據(jù)噪音的影響。 對于 0.35MPa 壓力下相同的平滑速度（ 15），更低的法向負載將會導致局部熱量生成的減少。如圖示 13 所示，溫度數(shù)據(jù)沿徑向和厚度方向幾乎相同。這種現(xiàn)象在確定的臨界條件下可以觀測到。對于最后一次測試，也可以觀測到耗散熱量隨著摩擦系數(shù)的減小而減小。 這些結(jié)果表明，平均法向壓力和平滑速度對熱量生成的擾動有影響。在圓盤摩擦環(huán)上， 對于所有的實驗案例，相對于常用制動壓力（ P=0.35MPa） 的高制動壓力（ P=1.2MPa）時，可以觀察到平均摩擦半徑上的局限性。除了平滑速度的增加外，在摩擦環(huán)徑向位置上似乎有較高引起的溫度梯度。這也許就是在平均半徑上的熱耗散比摩擦環(huán)邊緣多的緣故。 圖示 11 測量溫度和確定的熱通量— — P=1.2MPa 圖示 12 測量溫度和確定的熱通量— — P=1.2MPa 圖示 13 測量溫度和確定的熱通量— — P=0.35MPa 第 5 章 總結(jié) 在滑動觸點，熱條件對摩擦磨損性能有很大的影響。在制動系統(tǒng)中，更好的了解圓盤上的熱傳輸和溫度場，需要理解和預測衰退現(xiàn)象和零部件的磨損。在這項工作中，運用逆熱傳導模型研究出了圓盤上的熱量生成。使用軸對稱模型計算出來的熱通量，可以獲得功能規(guī)范方法下的徑向分配。使用圓盤配置上的銷實驗能夠獲得這項實驗數(shù)據(jù)。高速摩擦磨損試驗機能夠重現(xiàn)縮小比例的制動條件。使用遙測裝置可以獲得旋轉(zhuǎn)部分的溫度測量。對于不同的汽車制動條件，使用低碳鋼盤上的酚醛樹脂銷進行實驗測試。計算的熱通量和摩擦功率熱耗散是一致的。在這個重現(xiàn)試驗范圍內(nèi)，平均法向壓力和平滑速度對實驗結(jié)果也是有影響的。在將來，使用遙測裝置測量和逆熱傳導方式計算的溫度，應該在熱像儀中聯(lián)系起來。通過計算知道的溫度場允許去鑒定摩擦表面的輻射圖。把這些技術(shù)結(jié)合起來對于理解在一個制動期間內(nèi)輻射表面的溫度變化及表面粗糙度變化是有趣的。為了同時計算進入固定部分的熱通量，在圓盤上進行了一格輔助溫度測量。這些結(jié)果表明在圓盤和銷表面有一個不可忽略的溫度差異。隨著表面凸凹、磨損顆粒流和該機構(gòu)的相對運動的存在出現(xiàn)了熱障礙。使用逆技術(shù)可以在銷盤模型上同時確定產(chǎn)生的熱通量，熱分配系數(shù) 和動態(tài)熱導。 致謝 國際校區(qū)在安全性和多式聯(lián)運的運輸，北部—加來海峽地區(qū)，歐洲共同體，地區(qū)代表團在研究和科技，高等教育研究部和調(diào)查機構(gòu)以及卡諾藝術(shù)機構(gòu)對這項研究的支持。作者非常感謝這些機構(gòu)的支持。 命名法 a:熱擴散 Cp:比熱 J h:對流換熱系數(shù) W k: 導熱系數(shù) W J: 功能可降低 M: 未知熱通量的數(shù)量N: 傳感器的數(shù)目nft:未來的時間步數(shù) P:平均常壓 Pa Re:雷諾數(shù) r: 徑向位置 m T: 計算溫度℃ : 外部溫度℃ t:時間 s :滑動速度 X: 靈敏度系數(shù) K Y:測量溫度 K or ℃ Z:厚度位置 m 希臘字母 熱流分配系數(shù) 空間調(diào)整參數(shù) 時間增量 s 發(fā)射率 : 運動粘度 熱通量 W 熱流強度 W 摩擦系數(shù) 旋轉(zhuǎn)速度 rpm 材料密度 比特率 下標 d: 盤面 ext: 外盤半徑 fext: 最大摩擦環(huán)半徑fint: 最小摩擦環(huán)半徑i: 傳感器的位置 ii: 未知的熱通量位置 insu:絕緣半徑int:內(nèi)盤半徑p:銷邊 ratio: 冷卻表面比 zirc: 鋯石 本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 外文原文題目： Experimental disc heat flux identification on a reduced scale braking system using the inverse heat conduction method 中文翻譯題目： 在縮小比例的制動系統(tǒng)中使用逆熱傳導方式確定試驗盤熱通量 畢業(yè)設計（論文）題目： 不同潤滑流量對濕式離合器帶排損失測試試驗臺設計 姓 名： 學 院： 班 級： 指導教師： 畢業(yè)設計（論文）題目： 不同潤滑流量對濕式離合器帶排損失測試試驗臺設計 學 院： 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 指導教師： 畢業(yè)設計（論文）評語表（一） 指導教師對畢業(yè)設計（論文）的評語： 指導教師 （簽字） 年 月 日 校外指導教師對畢業(yè)設計（論文）的評語： 指導教師 （簽字） 年 月 日 評閱人對畢業(yè)設計（論文）的評語： 評閱人 （簽字） 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）評語表（二） 答辯委員會（小組）成員 姓 名 職稱 主要分工 簽 字 答辯中提出的主要問題及回答的簡要情況： 答辯委員會（小組）代表 （簽字） 年 月 日 答辯委員會（小組）的評語： 答辯委員會（小組）代表 （簽字） 年 月 日 答辯委員會（小組）給定的成績： 答辯委員會（小組）主任 （簽字） 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開始日期 年 月 日 截止日期 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）答辯日期 年 月 日