刹车条件对航空刹车副钢对偶组织的影响

欧美飞机常使用的粉末冶金航空刹车副选用粉末冶金刹车材料和钢对偶材料配对作为摩擦偶以达到制动目的 ,而钢对偶材料的组织在使用过程中的变化反映了航空刹车副所经历的刹车过程累计状况 ,并影响刹车副的正常制动性能 .作者研究了正常着陆刹车、中止起飞、极限磨损状态中止起飞这 3种刹车条件下 ,粉末冶金航空刹车副钢对偶材料 30CrSiMoVA的组织变化情况 ,并初步比较了不同组织状况下刹车副的摩擦磨损性能 .研究结果表明 :在 3种条件下 ,表面均形成了塑性变形区 ;在正常着陆条件下 ,内部组织由回火索氏体转变为板条状马氏体 ;而在中止起飞和极限磨损状态中止起飞条件下 ,钢对偶材料组织则发生更为显著的变化 ,体现在恢复性试验中 ,刹车压力需求明显增大 .

飞机刹车副钢对偶材料改进研究

研究了锻造对飞机刹车副动片钢对偶材料摩擦磨损性能与组织的影响。结果表明，锻造提高了动片钢对偶材料的耐磨性和抗收缩性。

制动条件对粉末冶金航空刹车副钢对偶金相组织的影响

欧美飞机常使用的粉末冶金航空刹车副选用粉末冶金刹车材料和钢对偶材料配对作为摩擦偶以达到制动目的,而其钢对偶材料组织在使用过程中的变化一方面反映了航空刹车副所经历的刹车过程累计状况,另一方面也将影响刹车副的正常制动性能.作者研究了不同制动条件如正常着陆刹车、中止起飞、极限磨损状态中止起飞等3种条件下,粉末冶金航空刹车副钢对偶材料30CrSiMoVA的组织变化情况,并初步比较了不同组织状况下刹车副的摩擦磨损性能.研究结果表明,在3种条件下,表面均形成了塑性变形区.在正常着陆条件下,内部组织由回火索氏体转变为板条状马氏体;而在中止起飞和极限磨损状态中止起飞条件下,钢对偶材料组织则发生更为显著的变化.体现在恢复性试验中,刹车压力需求明显增大.

锻造工艺对航空刹车副钢对偶材料性能和组织的影响

比较研究了单向和三向自由锻造对航空刹车副动片钢对偶材料性能和组织的影响。研究结果表明,由于航空刹车副制动的特殊要求,与常规锻造材料相反的是:具有较好组织分布的三向自由锻造材料在摩擦磨损性能和抗收缩不均匀性方面比单向自由锻造效果差。

径向热应力对离合器摩擦对偶钢片变形的影响

建立了径向热应力作用下摩擦对偶钢片各阶临界屈曲应力计算模型,应用临界屈曲应力计算模型定量分析了厚度、径向温差等参数对摩擦对偶钢片临界屈曲应力的影响,并通过离合器台架实验验证了模型的正确性。结果表明:径向温度梯度产生的径向热应力会导致摩擦对偶钢片屈曲变形;摩擦对偶钢片不同屈曲阶数对应的临界屈曲应力不同,低阶屈曲对应临界屈曲应力较小;不同边界约束条件对应的临界屈曲应力不同,外径简支边界条件对应临界屈曲应力较小,即相同厚度摩擦对偶钢片,外齿摩擦对偶钢片较内齿摩擦对偶钢片更容易发生屈曲;通过增加摩擦对偶钢片厚度可明显提高其抗屈曲变形的能力,内、外径简支条件下2mm厚的摩擦对偶钢片厚度同时增加1mm,抗屈曲变形能力可分别提高125.4%和125.9%。

湿式离合器对偶钢片力学响应特性分析

为研究湿式离合器接合过程中对偶钢片力学响应特性,考虑摩擦副温度场、变形场和流场之间的相互作用,运用Abaqus与STAR-CCM+协同仿真,建立摩擦副三维热流固耦合有限元模型,分析对偶钢片的接触压力特性和应力应变特性。结果表明:对偶钢片最大接触压力出现在盘面中径处,并且位于摩擦副中间位置的对偶钢片接触特性较差、接触压力扰动大;对偶钢片周向应力远大于其余各向应力,周向应力沿周向分布均匀,沿径向先增大后减小,随时间逐渐增大,并且位于摩擦副中间位置的对偶钢片周向应力较大;对偶钢片正应变远大于剪应变,其热应变大于弹性应变,表面温度变化对对偶钢片的变形影响较大。

湿式离合器对偶钢片磨损机理研究

目的研究某车型湿式DCT对偶钢片在给定工况下的磨损机理。方法在长度为2 km、坡度为30%的坡道上,对某车用湿式离合器进行道路试验,取磨损最严重的对偶钢片,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对滑摩表面不同区域及其剖面进行形貌观察,并检测剖面成分演变,表征其磨损表面和剖面的微观形貌特征及由于摩擦热和塑性变形而产生的氧化物剥落现象。结果对偶钢片沿周向均匀磨损,沿径向不同区域出现深浅不一的划痕和犁沟,摩擦副微凸体接触区域在高温下产生撕裂现象,中径区域承受应力较小部分生成约1μm厚的薄氧化层,应力较大区域氧化层厚度约为8.5μm,且氧化层在高温高压下产生裂纹,并扩展,氧化物剥落,形成不同程度的凹坑。整个磨损过程中,对偶钢片的主要磨损机制为粘着磨损、磨粒磨损、氧化磨损及疲劳磨损。结论对偶钢片表面温度和应力越大,磨损程度越高;距离磨损表面越近,氧化程度越明显。滑摩初期,氧化层较薄,磨损表面轻微氧化,主要磨损机制为粘着磨损伴随轻微磨粒磨损;滑摩后期,生成的大量摩擦热引起氧化物增多,以氧化磨损和疲劳损伤为主。

拖拉机HMCVT动力换段过程中换段离合器对偶钢片温度场分析与试验

[目的]本文旨在研究拖拉机液压机械无级变速器(HMCVT)动力换段过程中换段离合器摩擦副的热失效机理。[方法]以拖拉机HMCVT换段离合器对偶钢片为研究对象,研究其瞬态温度场。采用试验与仿真相结合的方法,通过采集拖拉机动力换段过程中摩擦副接合油压和摩擦副转速差时变曲线,分析滑摩转速差对摩擦副生热的影响。通过建立换段离合器对偶钢片有限元模型,研究不同时刻不同转速差下对偶钢片沿半径方向的温度分布规律。编写LABVIEW温度监测系统,设计拖拉机HMCVT换段离合器动力换段试验,并将温度试验结果与仿真结果进行对比分析。[结果]仿真得到拖拉机HMCVT动力换段过程中换段离合器对偶钢片瞬态温度场。结果表明不同时刻、不同位置、不同转速差下对偶钢片温升不同,转速差越大温升值越大,由于外齿毂和输入毂油孔处油液的冷却润滑作用,对偶钢片外径处温度相对内径和中径低,温升最高点出现在距对偶钢片圆心的81%处。仿真值与试验值曲线的变化趋势基本一致,同一时刻试验温升值略低于仿真温升值。[结论]本研究为解决重型拖拉机HMCVT换段离合器冷却润滑难题,提高换段离合器动力换段过程中传动系统使用性能及整车的可靠性提供理论依据。

盾构刀盘驱动无级变速离合器摩擦副烧损失效机理的研究

文章采用热传导理论,结合工程热力学方法,对由铜基粉末冶金摩擦片和22MnB5特种钢对偶片组成的300 kW级盾构刀盘驱动无级变速离合器摩擦副间的热负荷场进行了理论计算,得到了摩擦副表面产生的温度场T(r)分布、在钢对偶片表面产生的周向热应力σ_θ和径向热应力σ_r分布。仿真结果表明:T(r)、σ_θ、σ_r沿径向分布均具有明显的非均匀性;比σ_r大一个数量级的σ_θ才是钢对偶片会否产生变形的决定性因素。分析得到:理论上,当转速差△ω低于1.37πrad/s时,摩擦副将进入临界滑摩工况;反复或长时间工作于临界滑摩工况下,粉末冶金摩擦片摩擦材料层将因T(r)而产生烧焦破损,钢对偶片将因σ_θ而沿轴向产生浅碟状塑性翘曲变形。实验验证了粉末冶金摩擦片、钢对偶片烧损失效机理和形式,并给出了盾构刀盘驱动无级变速离合器设计和操作时应遵从的临界滑摩工况量化定义指标的推荐值。

SiO_2和B_4C的组合对铁铜基摩擦材料性能的影响

研究了摩擦组元SiO_2和B_4C的组合对铁铜基摩擦材料性能的影响,结果发现,在摩擦组元总量不变的情况下,随SiO_2的增加和B_4C的减少,摩擦材料的摩擦系数和磨损量均下降,材料的摩擦系数随制动速度的增加降低,随制动压力的增加亦降低,通过相结构分析,烧结摩擦材料中的B_4C相已被Fe_2B相取代。

液体黏性传动装置摩擦副瞬态热应力耦合

结合热流密度和边界条件,根据热传导理论建立液体黏性传动装置对偶钢片瞬态热应力耦合理论模型,并采用有限元法求解。根据带式输送机实际工况,对摩擦副边界摩擦阶段的瞬态热应力耦合场进行理论和试验研究。研究结果表明:对偶钢片表面温度随对偶钢片半径r增大而升高,但是最高温度出现在r=170 mm处,并不在外径r=180 mm处,原因是外径处对偶钢片与工作油存在对流换热;径向各点的表面温度随边界摩擦时间呈指数关系增长;当边界摩擦时间15 s时,最高温度可达465.9℃,表面发生烧伤甚至胶合现象;同时,径向温度分布不均导致内应力的产生,最大热应力达832 MPa,大于材料屈服应力,对偶钢片产生塑性变形。因此,在研究液体黏性传动特性时必须考虑对偶钢片变形,以便为液黏传动装置的设计提供更可靠的理论依据。

湿式双离合器摩擦副瞬态温度场特性仿真

针对湿式双离合器摩擦副热失效问题,以对偶钢片为研究对象,开展了离合器摩擦副瞬态温度场特性的仿真研究。依据摩擦副热学模型,计算片间热流密度及对流换热系数。建立对偶钢片有限元模型,以片间热流分配、摩擦副热传导及对流换热为基础建立边界条件,利用ANSYS进行有限元仿真,研究了起步工况以及不同运行参数下对偶钢片瞬态温度场分布。研究结果表明:滑摩过程中钢片上各点的温度随径向距离增加而上升,高温部分集中于外半径处,但在最大半径处有所下降。

湿式双离合器温度场影响因素仿真分析

为了解湿式双离合器摩擦副工作表面发热状况,建立了摩擦副三维有限元模型,借助于AcuSolve软件对其进行瞬态温度场仿真分析研究。以弹射起步工况为研究对象,探究摩擦副主、从动端转速差、接合时间以及峰值油压等因素对钢片温度场的影响规律。仿真结果表明:沿对偶钢片径向表面,温度随着半径的增加而减小,最高温聚集在方型槽处;主、从动端转速差越大,对偶钢片径向表面温度梯度越大;增加接合时间会导致对偶钢片表面温度大幅升高;峰值油压越大,对偶钢片径向表面温度梯度越小,表面温度越高。

湿式多片制动器对偶钢片非稳态温度场数值计算

通过建立湿式多片制动器对偶钢片非稳态温度场计算的物理模型、数学模型，推导了微分方程及差分方程；采用Ｃｒａｎｋ－Ｎｉｃｏｌｓｏｎ无条件稳定差分格式和Ｇａｕｓｓ－Ｓｅｉｄｅｌ迭代方法计算了对偶钢片温度场沿径向和厚度方向的分布规律，并分析了钢片厚度对温升的影响。

Genetic Algorithm Based on Duality Principle for Bilevel Programming Problem in Steel-making Production

Steel-making and continuous/ingot casting are the key processes of modern iron and steel enterprises. Bilevel programming problems(BLPPs) are the optimization problems with hierarchical structure. In steel-making production, the plan is not only decided by the steel-making scheduling, but also by the transportation equipment.This paper proposes a genetic algorithm to solve continuous and ingot casting scheduling problems. Based on the characteristics of the problems involved, a genetic algorithm is proposed for solving the bilevel programming problem in steel-making production. Furthermore, based on the simplex method, a new crossover operator is designed to improve the efficiency of the genetic algorithm. Finally, the convergence is analyzed. Using actual data the validity of the proposed algorithm is proved and the application results in the steel plant are analyzed.

湿式双离合器温度研究

AMESim软件平台上以湿式双离合器对偶钢片为对象建立离合器片间温度一维仿真模型,同时搭建湿式双离合器钢片温度测试台。以该温度测试台的大量测试数据作为依据对离合器温度仿真模型进行参数校正,校正后的离合器温度仿真模型可以研究湿式双离合器在该整车工况下对偶钢片温升情况。