自调式离合器力学特性分析范文

本站小编为你精心准备了自调式离合器力学特性分析参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

《湖北汽车工业学院学报》2015年第一期

1有限元建模与分析

1.1有限元建模针对宁波宏协离合器有限公司自调式离合器力感应碟形弹簧进行研究，该力感应碟形弹簧材料为杨氏模量2.07×106MPa、泊松比0.29的弹簧钢。力感应碟形弹簧整体结构如图3a所示。鉴于力感应碟形弹簧为典型的轴对称结构，为减少运算时间，节约计算资源，可仅分析1/12的力感应碟形弹簧。图3b为力感应碟形弹簧1/12模型。对1/12模型使用六面体二阶单元划分网格，共得到4551个单元，24324个节点，如图3c所示。

1.2约束与加载为保证模拟精度，使用接触算法模拟力感应碟形弹簧在工作时的负载情况。由于模型为轴对称模型，在模型对称面施加对称约束。建立一刚性平面在加载与卸载过程中通过导向性节点施加位移，用来模拟摩擦片磨损后膜片弹簧对力感应碟形弹簧施加负载，并于模型外缘施加轴向与切向约束，如图4所示。

2实验验证

2.1实验方法本实验使用TLS-W2000型微机控制弹簧拉压试验机。实验进行时将力感应碟形弹簧大端放置于环形夹具上固定，试验机下端平面对力感应碟形弹簧小端施加负载，并记录所受反力与变形信息。实验原理如图5所示。

2.2试验与仿真结果分析将理论计算结果、有限元分析结果与实验结果相比较（图6）。将有限元计算得到的曲线和试验曲线相较，可以看出：用有限元软件得到的特性曲线更接近于试验值，只是在曲线的整段在6~10mm变形区间内的载荷比试验值稍大一点，曲线的峰值会比试验值略大一点，但曲线的谷值与试验值差异并不是很大，尾部的曲线的走向与试验值一致。引起上述误差的原因主要有：1）该型离合器材料涉及到热处理，材料特性参数可能有误差。2）由于建模时会忽略一些相对较小的圆弧，致使有限元模型力学特性与实际有差异。3）建模过程中无法描述生产工艺条件对力感应碟形弹簧的影响。因此，对于圆锥度误差和底面平面度误差问题，计算模型难于处理。4）边界与载荷的施加与实际有差异，由于力感应碟形弹簧的内外支撑半径是一个准确值，而划分单元时将节点准确定位有一定困难，所以约束和加载位置将存在一定的误差；而且实际力感应碟形弹簧加载过程中的内外支撑半径存在少量的变化，由此也将导致有限元法计算结果产生误差。5）在力感应碟形弹簧仿真过程中没有考虑摩擦力，力感应碟形弹簧的有限元分析中，摩擦力产生的变形并未考虑在内，而且在力感应碟形弹簧位移约束中，也没有对摩擦面进行约束，限制位移。所以力感应碟形弹簧的摩擦力和摩擦面应该是影响力感应碟形弹簧特性曲线的重要因素。将有限元计算得到的曲线与理论计算曲线相比较，发现理论计算曲线始终高于有限元计算曲线与实验结果曲线，但趋势基本相同，总体而言，有限元分析的结果更接近试验值。

3结论

通过力感应碟形弹簧的仿真分析，理论推导与实验结果的比较与分析，有限元仿真可以应用于力感应碟形弹簧的应力分布计算，模拟整个变形的应力变化过程，从而对力感应碟形弹簧的设计提供指导。按照上述方法建立的有限元模型较好地反应出该产品力感应碟形弹簧的载荷—变形特性。

作者：侯秋丰陈浩王善南张琼叶单位：宁波宏协离合器有限公司西南交通大学