不同潤(rùn)滑流量對(duì)濕式離合器帶排損失測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書】

不同潤(rùn)滑流量對(duì)濕式離合器帶排損失測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書】,含CAD圖紙、說(shuō)明書,不同,潤(rùn)滑,流量,對(duì)于,離合器,損失,測(cè)試,試驗(yàn)臺(tái),設(shè)計(jì),cad,圖紙,說(shuō)明書,仿單 哈哈哈1基于,不同潤(rùn)滑流量對(duì)濕式離合器帶排損失測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì),答辯人：,,目錄,1 研究背景及對(duì)象 2 任務(wù)要求 3 所做任務(wù) 4 總結(jié)、致謝,研究背景,濕式離合器,工作性能更加穩(wěn)定,接合更加平順,工作壽命更長(zhǎng),操作控制簡(jiǎn)單,優(yōu)勢(shì),固有缺點(diǎn),帶排轉(zhuǎn)矩,研究對(duì)象,1、離合器摩擦片潤(rùn)滑流量測(cè)試 2、不同潤(rùn)滑流量下離合器帶排損失,影響因素,轉(zhuǎn)速差,油槽,摩擦副數(shù)等,潤(rùn)滑流量,,任務(wù)要求,,1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 2 離合器包箱及試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 3 離合器、齒輪等設(shè)計(jì)計(jì)算 4 主要軸強(qiáng)度校核 5 軸承壽命分析計(jì)算 6 系統(tǒng)圖樣、部件圖及說(shuō)明書,所做工作,帶排轉(zhuǎn)矩的研究現(xiàn)狀,1999年，研究學(xué)者馬彪針對(duì)車輛動(dòng)力換擋傳動(dòng)裝置普遍采用的液壓換檔離合器，分析研究了帶排轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的影響。 2013年，北京理工大學(xué)鄭長(zhǎng)松等人通過(guò)建立車輛濕式換擋離合器摩擦副幾何模型，從而建立了單離合器摩擦副的帶排轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)學(xué)模型。,,,試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),制動(dòng)型試驗(yàn)臺(tái),試驗(yàn)臺(tái),離合器包箱,離合器,部件圖,濕式離合器設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算,濕式離合器設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算,計(jì)算參數(shù) 最大功率：200kW 最高轉(zhuǎn)速：3500r/min,溝槽：雙向渦旋槽,銅對(duì)粉末冶金 摩擦系數(shù)：0.060.12 許用比壓p：4MPa,儲(chǔ)備系數(shù)：1.11.3,摩擦轉(zhuǎn)矩計(jì)算：,摩擦外半徑：,取外徑170mm，內(nèi)徑130mm,摩擦副數(shù)：Z=8；摩擦片：4；對(duì)偶鋼片：5,離合器為一般用途軸，選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)最小軸徑公式：,濕式離合器設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算,初估最小軸徑d=45mm,活塞尺寸：內(nèi)徑為80mm； 外徑為150mm。,油道直徑：,濕式離合器設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算,傳動(dòng)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(huì)影響軸的性能；花鍵對(duì)零件的導(dǎo)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(shè)計(jì)及校核,Y315M2-4防護(hù)型異步電機(jī) 額定功率：200kW； 同步轉(zhuǎn)速：1500r/min。,按齒面疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)主要尺寸,分度圓直徑：,齒寬：,校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度：,校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：,軸的設(shè)計(jì)及校核,利用扭轉(zhuǎn)強(qiáng)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(qiáng)度要求。,軸承壽命分析,由于斜齒輪會(huì)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(guò)這次畢設(shè)，使我初步了如何設(shè)計(jì)一款產(chǎn)品。這個(gè)過(guò)程包括了資料查詢、總體方案確定、初步設(shè)計(jì)、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(shí)也使我認(rèn)識(shí)到了自己很多的缺點(diǎn)與不足。首先是關(guān)于知識(shí)層面的，對(duì)專業(yè)技能的運(yùn)用還不是很好。其次是在設(shè)計(jì)思路上的短缺，因?yàn)閺臎](méi)有自己設(shè)計(jì)過(guò)一項(xiàng)產(chǎn)品，因此對(duì)于設(shè)計(jì)流程以及重點(diǎn)都不是很了解，經(jīng)過(guò)鄭長(zhǎng)松老師的點(diǎn)撥之后，先進(jìn)行了總體方案的布置，然后根據(jù)總體布置去確定各個(gè)具體設(shè)備。最后是關(guān)于時(shí)間安排上的不合理，由于開學(xué)的實(shí)習(xí)以及5月份的軍政訓(xùn)練月，導(dǎo)致自己的畢設(shè)時(shí)間安排出現(xiàn)了混亂，沒(méi)有很好的利用碎片時(shí)間，因此導(dǎo)致畢設(shè)進(jìn)度比較遲緩。,致謝,致謝,首先，感謝在畢設(shè)過(guò)程中給予我指導(dǎo)的鄭長(zhǎng)松老師，是鄭老師的指點(diǎn)，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(shè)計(jì)這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)，從而使我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。其次，要感謝身邊的同學(xué)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了很多問(wèn)題，有自己看不明白的或者以前學(xué)過(guò)現(xiàn)在記不清楚的，向同學(xué)咨詢，同學(xué)們都會(huì)很熱心的回答。同時(shí)要感謝侯旭朝同學(xué)，在我遇到不會(huì)的地方，總會(huì)無(wú)私的給予我?guī)椭?。衷心的感謝所有幫助過(guò)我的人！,謝謝,,畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目類別： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目性質(zhì)： 工程設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 不同潤(rùn)滑流量對(duì)濕式離合器帶排損失測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 指導(dǎo)教師 題目?jī)?nèi)容： 濕式離合器廣泛應(yīng)用于履帶裝甲車輛綜合傳動(dòng)裝置，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)離合器潤(rùn)滑流量的不同對(duì)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(biāo)，設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)離合器摩擦片潤(rùn)滑流量測(cè)試及不同流量下離合器帶排損失測(cè)試方案，并完成離合器包箱及試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)，對(duì)主要軸進(jìn)行強(qiáng)度校核設(shè)計(jì)、軸承壽命分析計(jì)算。 任務(wù)要求： 1） 離合器試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)； 2） 主要部件如離合器、齒輪等設(shè)計(jì)計(jì)算； 3） 離合器、齒輪的三維設(shè)計(jì)； 4） 系統(tǒng)圖樣及部件圖，3張A0圖紙； 5） 說(shuō)明書2.5萬(wàn)字； 6） 外文翻譯，5000字左右。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教學(xué)單位負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日 責(zé)任教授簽字： 年 月 日 摘要 這項(xiàng)工作的重點(diǎn)是制動(dòng)條件下圓盤上的局部熱通量。使用耦合到盤內(nèi)的溫度測(cè)量的逆熱傳導(dǎo)方式鑒定其所產(chǎn)生的熱量和溫度場(chǎng)。功能規(guī)范在磁通強(qiáng)度和演進(jìn)關(guān)于時(shí)間和滑動(dòng)表面位置沒(méi)有任何先驗(yàn)信息下被用來(lái)評(píng)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(dòng)條件（ 滑動(dòng)速度和正常壓力）的高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。使用允許感應(yīng)的數(shù)據(jù)傳送遙測(cè)系統(tǒng)可以獲得溫度值。對(duì)制動(dòng)條件在熱再分配和表面溫度的的影響進(jìn)行了討論。 關(guān)鍵詞： 逆方法、遙測(cè)測(cè)量、制動(dòng)條件、高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī) 21 第 1 章 緒論 在汽車制動(dòng)器襯套里，摩擦材料被用于動(dòng)能迅速消散的小表面上。墊片和圓盤那時(shí)需要經(jīng)受劇烈的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力。摩擦和磨損也受到接觸處溫度升高的影響。制動(dòng)效率損失可以通過(guò)有機(jī)制動(dòng)片的溫度升高來(lái)研究。隨化學(xué)制劑相應(yīng)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(lái)冷卻圓盤和限制溫度升高。熱條件對(duì)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(lái)定義。由于接觸區(qū)凸凹不平和動(dòng)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(duì)于定義一個(gè)取決于滑動(dòng)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(chǎng)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(diǎn)。在表面粗糙區(qū)域溫度可能局部超過(guò) 1200℃。這種現(xiàn)象被貝洛克定義為閃點(diǎn)溫度，而且格林伍德也建議了一種評(píng)估這個(gè)溫度值的方法。宏觀觀測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生于熱彈性不穩(wěn)定性。這些點(diǎn)優(yōu)先出現(xiàn)在劇烈的制動(dòng)條件的情況下。由于熱變化率引起了機(jī)械應(yīng)力，所以 Dufrenoy 強(qiáng)調(diào)對(duì)于圓盤的損壞局部熱量是有責(zé)任的。 遺憾的是圓盤的放射性隨著制動(dòng)過(guò)程中溫度和表面粗糙度的變換而變化。為了精確地測(cè)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(shí)測(cè)量放射性和低于 200℃ 的表面溫度的雙色高溫計(jì)。通過(guò)假設(shè)放射值不隨波長(zhǎng)變化以及在波長(zhǎng)范圍內(nèi)圓盤被視為灰體是可能的。然后這種雙色高溫計(jì)就被卡塞姆連接于一個(gè)紅外熱像儀用于得到合適的表面溫度值。此外， Siroux 通過(guò)將螢石嵌入銷的一側(cè)已經(jīng)測(cè)量出了局部磁針接口的溫度。 同時(shí)，分析和數(shù)據(jù)模型已經(jīng)被開發(fā)用來(lái)評(píng)估在對(duì)抗劑部分的熱再分配和預(yù)測(cè)溫度場(chǎng)。Siroux 已經(jīng)在圓盤周期性滑動(dòng)接觸區(qū)使用基于傅里葉變換算法的模型來(lái)鑒定溫度場(chǎng)。Laraqi 已經(jīng)研究出了穩(wěn)定狀態(tài)下， 在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)熱量產(chǎn)生的損耗通過(guò)對(duì)流熱傳遞達(dá)到平衡的 3D 圓盤溫度場(chǎng)。該分析模型突出強(qiáng)調(diào)圓盤轉(zhuǎn)子速度對(duì)熱路徑形狀的影響。在瞬態(tài)問(wèn)題的情況下，數(shù)值的分辨率比分析鑒定更合適。逆熱傳導(dǎo)方式可用于計(jì)算熱條件和數(shù)值模型的臨界條件。當(dāng) 分辨率是連續(xù)的時(shí)候，鑒定在沒(méi)有先驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)論證了在制動(dòng)盤上計(jì)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(xiàng)工作中，采用縮小比例的銷盤試驗(yàn)機(jī)（高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)）來(lái)研究熱量生成。這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置已經(jīng)被開發(fā)用來(lái)研究在劇烈滑動(dòng)條件下的熱量生成。圓盤和銷的尺寸被選取用來(lái)保持熱條件達(dá)到滿量程的熱再分配。采用 K 型熱電偶和遙測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)部件內(nèi)部執(zhí)行溫度測(cè)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(jì)算出來(lái)了。這使得采用軸對(duì)稱模型沿圓盤直徑方向的重新賦值成為了可能。在這項(xiàng)研究中，實(shí)驗(yàn)測(cè)試是恒定的平均常壓和自制材料的滑動(dòng)速度下進(jìn)行的。純酚醛樹脂材料的銷被用來(lái)作為有機(jī)制動(dòng)片的基質(zhì)和低碳鋼材料的圓盤。制動(dòng)條件在熱分布和強(qiáng)度的影響被討論了。 第 2 章 逆熱傳導(dǎo)方式 2.1 、圓盤模型 在二維軸對(duì)稱配置中解決熱傳導(dǎo)方程（公式（1））。這種配置是基于 Laraqi在制動(dòng)盤上的三維溫度場(chǎng)。根據(jù)一個(gè)周期內(nèi)的對(duì)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(jìn)行。此外，在三維模型求解逆問(wèn)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(huì)在相當(dāng)程度上阻礙溫度場(chǎng)，而且也會(huì)得到差的鑒定結(jié)果。 問(wèn)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(jiàn) 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(yīng)用于的圓盤內(nèi)徑和的背面部分。如實(shí)驗(yàn)部分所描述的采用低導(dǎo)熱率的材料以盡可能快的限制額外熱量的傳輸。沒(méi)有固體接觸的其它磁盤表面被認(rèn)為是由空氣流來(lái)冷卻。對(duì)熱流傳輸是使用基于圓盤的旋轉(zhuǎn)速度和徑向位置的對(duì)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(jì)算得出的。當(dāng)，圓盤表面的空氣流是層流， 而且對(duì)流系數(shù)只取決于旋轉(zhuǎn)速度。當(dāng)大于，空氣流是湍流，而且對(duì)流系數(shù)取決空氣熱導(dǎo)率，徑向位置 r 和雷諾數(shù)。對(duì)于中間值 Re， h 值通過(guò)線性內(nèi)插法計(jì)算得出。 (2) (3) (4) 圖示 1 當(dāng)摩擦環(huán)表面每一部分持續(xù)摩擦而且移出接觸區(qū)時(shí)就需要考慮對(duì)流熱傳輸。對(duì)數(shù)系數(shù)被 2 劃分的摩擦滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)案列中， 銷的直徑是 24mm， 圓盤上的平均摩擦半徑是 36mm。 這個(gè)正問(wèn)題被隱式解析的有限差分法解決了。在一項(xiàng)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(lái)自于【23】且 視為常數(shù)。在實(shí)驗(yàn)溫度 20-400℃范圍之間，熱導(dǎo)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(gè)確定熱問(wèn)題里瞬態(tài)問(wèn)題的非常有效的逆方法。確實(shí)， 這種方法允許在沒(méi)有任何關(guān)于形狀和模型參數(shù)的知識(shí)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(cuò)誤評(píng)估來(lái)最大限度的減少溫度值在計(jì)算和實(shí)驗(yàn)的差距。差函數(shù) J 被公式（ 6） 定義。 (6) 對(duì)于每個(gè)時(shí)間增量 ，邊緣值的假設(shè)被執(zhí)行為了數(shù)個(gè)將來(lái)時(shí)間步長(zhǎng)。在很多試驗(yàn)中，這個(gè)值在我們的案例中被選取為常數(shù)。正問(wèn)題然后被解決以獲得整個(gè)領(lǐng)域的數(shù)個(gè)將來(lái)時(shí)間增量的溫度場(chǎng)。在傳感器位置得到的數(shù)據(jù)然后和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較。由于常數(shù)值得假設(shè)，與邊緣條件有關(guān)的誤差被計(jì)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(gè)帶有校正后的熱通量的直接方案被執(zhí)行為了一個(gè)將來(lái)的時(shí)間步長(zhǎng)。程序一直重復(fù)到實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間結(jié)束。 如上所述，溫度差及臨界條件評(píng)估必須在數(shù)個(gè)將來(lái)時(shí)間增量中進(jìn)行。在逆問(wèn)題中需要引入一個(gè)時(shí)間穩(wěn)定。當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總是包含一些噪音的時(shí)候，計(jì)算的熱通量就引起了強(qiáng)擾動(dòng)。除了使溫度數(shù)據(jù)平穩(wěn)外，解決將來(lái)時(shí)間增量的逆問(wèn)題也需要考慮避免計(jì)算偏離。然而，這項(xiàng)科技在估計(jì)值方面引起了偏差。將來(lái)時(shí)間步長(zhǎng) nft 的數(shù)量必須被選擇以使穩(wěn)定性和平滑性達(dá)到良好的平衡。 時(shí)間增量 和將來(lái)時(shí)間步長(zhǎng) nft 的數(shù)量基于靈敏度系數(shù) X 來(lái)選擇。這是在測(cè)量位置由溫度變化所定義的摩擦環(huán)上的一個(gè)單一的熱通量變化（公式 （7））。 (7) 靈敏性分析見(jiàn)圖示 3。對(duì)于在 t=0 時(shí)施加于 r=36mm 的圓盤表面的熱通量變化率，在這個(gè)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(shí)驗(yàn)條件之中。在等半徑位置，靈敏度在 0.05s 后就達(dá)到了最大值。對(duì)于 r=34mm 和 r=38mm 附近的位置，達(dá)到最大溫度值需要更多的時(shí)間（ 約 0.13s）。這個(gè)所需的時(shí)間隨加熱表面的距離增大而快速增長(zhǎng)。距熱半徑位置 4mm 的傳感器達(dá)到最高溫度值需要 0.34s?；谶@些考慮，一個(gè)時(shí)間增量 解決了逆問(wèn)題。將來(lái)時(shí)間步長(zhǎng) 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(lái)時(shí)間步長(zhǎng) 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(guò)得良好的估計(jì)值。在多維問(wèn)題中，使用逆科技要求每一個(gè)未知的熱通量都是相似的反應(yīng)，也就是說(shuō)， 傳感器的靈敏度對(duì)于所有的臨界條件都是相等的。這個(gè)用 表示的比率（ 公式 （8））對(duì)于確定需要的熱電偶數(shù)量、傳感器插入位置和將來(lái)時(shí)間步長(zhǎng)的數(shù)量是一個(gè)有效的方法。用靈敏度系數(shù) X 來(lái)計(jì)算參數(shù)（公式（ 7））。這個(gè)比率允許在沒(méi)有解決整個(gè)逆問(wèn)題時(shí)快速地測(cè)試幾種配置。傳感器位置及將來(lái)時(shí)間步長(zhǎng) nft 數(shù)量的選取是相關(guān)的，且需要同步確定。只要沒(méi)有一個(gè)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(cè)試?yán)L制于圖示 4 中。在所有的測(cè)試中， 假設(shè)一個(gè)傳感器在最小摩擦半徑 ， 另一個(gè)在最大摩擦半徑 。 其余的傳感器分布在這兩個(gè)極端位置之間。由于機(jī)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(gè)和 7 個(gè)熱電偶傳感器的測(cè)試?？紤]到實(shí)驗(yàn)可能性，熱電偶的數(shù)量限制在 8 個(gè)以內(nèi)。對(duì)于使用 5 個(gè)傳感器的實(shí)驗(yàn)，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(dāng) nft=7，標(biāo)準(zhǔn)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(huì)低于 55%， 而且時(shí)間穩(wěn)定也將會(huì)引起估計(jì)值的一個(gè)重要的誤差。對(duì)于使用 7個(gè)傳感器，在 nft=5 時(shí)最小的標(biāo)準(zhǔn)比率高于 63%，而且在 nft=7 時(shí)達(dá)到最小值 75%。由于使用了 7 個(gè)傳感器的最后配置和 nft=7 使得熱通量表示和時(shí)間穩(wěn)定達(dá)到平衡而被選擇。就像在圖示 5 所展示的， 在實(shí)驗(yàn)裝置到的徑向位置每 4mm 且角度位置每 45°處安裝一個(gè)傳感器。角度再 分配被選取以限制由于孔造成的溫度場(chǎng)擾動(dòng)。 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(wèn)題的測(cè)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(shí)驗(yàn)人員必須減少熱電偶的數(shù)量以避免溫度場(chǎng)的擾動(dòng)。在解決逆問(wèn)題中存在很多困難。在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的溫度差異。然后將它運(yùn)用到空間穩(wěn)定性 中。一個(gè)術(shù)語(yǔ)應(yīng)用于（公式（ 6））以避免附近位置的非物理熱值波動(dòng)。在修正公式（公式（ 9））中，參數(shù)考慮到從一個(gè)插補(bǔ)到另一個(gè)插補(bǔ)的空間熱通量變化的減少。當(dāng)時(shí)間穩(wěn)定時(shí)， 值的選取必須基于避免空間波動(dòng)和引起偏差的平衡。據(jù)布蘭克所述，在沒(méi)有解決整個(gè)逆問(wèn)題時(shí)考慮靈敏度系數(shù) X 能夠估計(jì)一個(gè)有效的值。 (9) 2.5 、數(shù)值驗(yàn)證 使用楊使用過(guò)的源文件方法執(zhí)行逆方法中的數(shù)值驗(yàn)證。這種方法允許將來(lái)時(shí)間步長(zhǎng) nft 和傳感器位置的證實(shí)， 而且也允許選擇一個(gè)空間穩(wěn)定性參數(shù)常數(shù)值。溫度場(chǎng)在施加于摩擦環(huán)上的熱通量全域上計(jì)算出來(lái)了。溫度數(shù)據(jù)然后從數(shù)值結(jié)果中提取出來(lái)，而且白噪聲（0.05℃）被增加以模擬來(lái)自于傳感器位置的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。功能規(guī)范方法然后應(yīng)用于找到強(qiáng)加的臨界條件。 選取的強(qiáng)加的熱通量目的為獲得接近實(shí)驗(yàn)測(cè)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(jì)算產(chǎn)生的熱量：，P=1MPa，， 。在一個(gè)恒定值下加熱圓盤 30s。對(duì)于摩擦環(huán)上的熱分配， 假設(shè)一個(gè)恒定的應(yīng)用壓力。這個(gè)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(zhǎng)度，也就是說(shuō)，在術(shù)語(yǔ)（ 1-）上。強(qiáng)加和計(jì)算的熱通量帶有相對(duì)誤差的表示在圖示 6 和 7 中。 ; (10) 在圖示 6 中，測(cè)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(shí)間穩(wěn)定所引起。在 1s 之后， 這個(gè)間隔快速地減少了，而且誤差也低于 5%。根據(jù)圖示 7 在時(shí)間 t=30s 時(shí)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(dá)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(dāng)時(shí)誤差總是低于 5%。在也進(jìn)行了測(cè)試。低于時(shí)，強(qiáng)度和非物理擾動(dòng)出現(xiàn)在了估計(jì)的熱通量上。從到，這些形狀和強(qiáng)度接近于估計(jì)值。當(dāng)s 時(shí)，反應(yīng)的形狀變得極其平滑。這些誤差在摩擦環(huán)邊緣估計(jì)與強(qiáng)加的熱通量之間總是越來(lái)越重 要。根據(jù)這個(gè)分析， 的最適值是， 但是值將會(huì)被使用，因?yàn)樗试S被數(shù)據(jù)噪音所引起的干擾減少。 圖示 6 數(shù)值驗(yàn)證： 時(shí)間比較 圖示 7 數(shù)值驗(yàn)證： 基于徑向位置比較 第 3 章 實(shí)驗(yàn) 溫度數(shù)據(jù)從高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試而得，這種試驗(yàn)機(jī)被設(shè)計(jì)用來(lái)在縮小的比例上減少制動(dòng)條件。一個(gè)合適的遙測(cè)系統(tǒng)允許在內(nèi)部旋轉(zhuǎn)部分使用接觸法得到溫度測(cè)量。 3.1 、高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī) 高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)由 TEMPO 實(shí)驗(yàn)室研發(fā)以減少嚴(yán)重的熱機(jī)械摩擦條件。該設(shè)備在西門子 MT1 高速機(jī)械系統(tǒng)上設(shè)計(jì)而成。使用銷-盤裝置可以重現(xiàn)制動(dòng)條件。對(duì)于這個(gè)摩擦盤直徑， 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)在平均摩擦半徑上（ 13000rpm） 能夠達(dá)到 50m的平滑速度。 圓盤固定在一個(gè)帶有兩個(gè)具有低熱導(dǎo)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(duì)稱熱流的重現(xiàn)。該拉刀可以移動(dòng)三個(gè)平移軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。遙測(cè)裝置適于應(yīng)用在卡盤上以測(cè)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(yīng)用在旋轉(zhuǎn)盤上，通過(guò)在法線方向移動(dòng)拉刀直到達(dá)到初始研究的接觸壓力。法向和切向負(fù)載使用一個(gè)3D 壓電式內(nèi)應(yīng)力傳感器（KISTLER） 測(cè)量得出。在這個(gè)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(cè)量溫度。該傳感器用提供接近于樹脂的水泥膏固定，同時(shí)限 制由于孔造成的熱流擾動(dòng)。 3.2 、縮小的比例尺規(guī)則 圓盤和銷被標(biāo)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(jiàn)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(duì)于常用的通風(fēng)盤， 一側(cè)厚度約 10mm。當(dāng)使用圓盤配置上的銷時(shí)，熱量?jī)H消耗在制動(dòng)系統(tǒng)相反的一側(cè)。對(duì)于滿刻度制動(dòng)，來(lái)自每一邊的熱通量都相等時(shí)，零厚度位置也需考慮熱交換。 3.3 、圓盤溫度測(cè)量 在圖示 8 中，用遙測(cè)裝置測(cè)量圓盤上的溫度。通過(guò)感應(yīng)式傳輸獲得旋轉(zhuǎn)部 分的數(shù)據(jù)。在這個(gè)系統(tǒng)中連接 8 個(gè)傳感器。每個(gè)傳感器都連接到功放模塊上， 而且信號(hào)傳輸?shù)蕉嗦窂?fù)用器部件上。復(fù)雜的信號(hào)通過(guò)一個(gè)外部零件復(fù)原，而且每個(gè)傳感器數(shù)據(jù)最終都是的條件。為了適應(yīng)遙測(cè)裝置，摩擦盤必須是絕緣的以避免模塊加熱。在測(cè)量時(shí)零件無(wú)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(guò)電容性放電焊接在孔上?？椎闹睆绞?0.8mm 且能夠通過(guò)放電加工獲得。熱電偶導(dǎo)體的直徑是 0.1mm 為了獲得短的回復(fù)時(shí)間（ 約 1ms）。 3.4 、測(cè)試條件 制動(dòng)襯塊和圓盤在試驗(yàn)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(qiáng)材料被同時(shí)研究了。圓柱件通過(guò)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(duì)于該縮小比例規(guī)則的尺寸。 通過(guò)測(cè)試幾個(gè)壓力和平滑速度的條件，來(lái)評(píng)估在產(chǎn)生熱通量的形狀和強(qiáng)度上的影響。就初始法向載荷條件而言，摩擦實(shí)驗(yàn)在 0.35MPa 和 1.2MPa 下進(jìn)行。這些壓力符合常用制動(dòng)壓力和緊急制動(dòng)壓力。為了 1000,2000,4000 轉(zhuǎn)的拉刀 轉(zhuǎn)速，正在重新試制三個(gè)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(cè)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(shí)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(jì)算該值以及在圓盤一側(cè)產(chǎn)生的熱通量。 在制動(dòng)條件期間發(fā)生在圓盤上的熱傳輸和溫度場(chǎng)能夠從明確定義位置的溫度測(cè)量上計(jì)算出來(lái)。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(guò)指導(dǎo)其他的臨界條件，使用逆熱傳導(dǎo)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(yīng)用到了這項(xiàng)工作中，而且通過(guò)最小化在熱電偶位置時(shí)數(shù)值和實(shí)驗(yàn)溫度值之間的誤差函數(shù)允許對(duì)熱條件下的序列估計(jì)。 圖示 8 高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī) 圖示 9 縮小的比例尺規(guī)則 圖示 10 銷溫度及負(fù)載—2000r-1.2MPa 第 4 章 結(jié)論 就實(shí)驗(yàn)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(gè)被選擇的實(shí)驗(yàn)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(duì)圓盤上的測(cè)量溫度進(jìn)行了接觸表面 1mm 處以下三個(gè)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(jì)算表面溫度。沿徑向位置觀察到了溫度梯度，而且對(duì)于整個(gè)制動(dòng)持續(xù)時(shí)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(diǎn)溫度差異。這在測(cè)試中沒(méi)有超過(guò) 5℃。在圓盤右側(cè)，通過(guò)逆算法計(jì)算出來(lái)的確定的熱通量也被繪制了。這些值沿接觸表面 5 個(gè)徑向位置表現(xiàn)出來(lái)： r=28mm,32mm,36mm,40mm,和 44mm。相同演示的溫度測(cè)量和計(jì)算的熱通量被用在了其他實(shí)驗(yàn)案例中。 在圖示 11 中，熱通量值有點(diǎn)受到干擾。如圖 7 所示， 在測(cè)試中這能夠被平均法向壓力變化所解釋。當(dāng)使用逆模型響應(yīng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度是更高的，且隨離此位置距離呈遞減趨勢(shì)。這能夠通過(guò)大量的表面比摩擦所解釋，這個(gè)銷的表面接近 于摩擦環(huán)的邊緣相比較的位置。通過(guò)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(duì)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(shí)驗(yàn)的溫度數(shù)據(jù)及熱通量。對(duì)于傳感器測(cè)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(gè)位置下 1mm 處可能達(dá)到 25°。就熱通量而言， 估計(jì)值表明熱量生成在平均摩擦半徑處有局部化的趨勢(shì)。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(dāng)耗散能量大約是 4 倍的時(shí)候，測(cè)試時(shí)間變得更短。在熱通量上的擾動(dòng)沒(méi)有以前重要了。當(dāng)溫度增加更快時(shí)，逆方法解決方案很少受到數(shù)據(jù)噪音的影響。 對(duì)于 0.35MPa 壓力下相同的平滑速度（ 15），更低的法向負(fù)載將會(huì)導(dǎo)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(cè)到。對(duì)于最后一次測(cè)試，也可以觀測(cè)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(duì)熱量生成的擾動(dòng)有影響。在圓盤摩擦環(huán)上， 對(duì)于所有的實(shí)驗(yàn)案例，相對(duì)于常用制動(dòng)壓力（ P=0.35MPa） 的高制動(dòng)壓力（ P=1.2MPa）時(shí)，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(cè)量溫度和確定的熱通量— — P=1.2MPa 圖示 12 測(cè)量溫度和確定的熱通量— — P=1.2MPa 圖示 13 測(cè)量溫度和確定的熱通量— — P=0.35MPa 第 5 章 總結(jié) 在滑動(dòng)觸點(diǎn)，熱條件對(duì)摩擦磨損性能有很大的影響。在制動(dòng)系統(tǒng)中，更好的了解圓盤上的熱傳輸和溫度場(chǎng)，需要理解和預(yù)測(cè)衰退現(xiàn)象和零部件的磨損。在這項(xiàng)工作中，運(yùn)用逆熱傳導(dǎo)模型研究出了圓盤上的熱量生成。使用軸對(duì)稱模型計(jì)算出來(lái)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(shí)驗(yàn)?zāi)軌颢@得這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)能夠重現(xiàn)縮小比例的制動(dòng)條件。使用遙測(cè)裝置可以獲得旋轉(zhuǎn)部分的溫度測(cè)量。對(duì)于不同的汽車制動(dòng)條件，使用低碳鋼盤上的酚醛樹脂銷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。計(jì)算的熱通量和摩擦功率熱耗散是一致的。在這個(gè)重現(xiàn)試驗(yàn)范圍內(nèi)，平均法向壓力和平滑速度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也是有影響的。在將來(lái)，使用遙測(cè)裝置測(cè)量和逆熱傳導(dǎo)方式計(jì)算的溫度，應(yīng)該在熱像儀中聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)計(jì)算知道的溫度場(chǎng)允許去鑒定摩擦表面的輻射圖。把這些技術(shù)結(jié)合起來(lái)對(duì)于理解在一個(gè)制動(dòng)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(shí)計(jì)算進(jìn)入固定部分的熱通量，在圓盤上進(jìn)行了一格輔助溫度測(cè)量。這些結(jié)果表明在圓盤和銷表面有一個(gè)不可忽略的溫度差異。隨著表面凸凹、磨損顆粒流和該機(jī)構(gòu)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(shí)確定產(chǎn)生的熱通量，熱分配系數(shù) 和動(dòng)態(tài)熱導(dǎo)。 致謝 國(guó)際校區(qū)在安全性和多式聯(lián)運(yùn)的運(yùn)輸，北部—加來(lái)海峽地區(qū)，歐洲共同體，地區(qū)代表團(tuán)在研究和科技，高等教育研究部和調(diào)查機(jī)構(gòu)以及卡諾藝術(shù)機(jī)構(gòu)對(duì)這項(xiàng)研究的支持。作者非常感謝這些機(jī)構(gòu)的支持。 命名法 a:熱擴(kuò)散 Cp:比熱 J h:對(duì)流換熱系數(shù) W k: 導(dǎo)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(lái)的時(shí)間步數(shù) P:平均常壓 Pa Re:雷諾數(shù) r: 徑向位置 m T: 計(jì)算溫度℃ : 外部溫度℃ t:時(shí)間 s :滑動(dòng)速度 X: 靈敏度系數(shù) K Y:測(cè)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(shí)間增量 s 發(fā)射率 : 運(yùn)動(dòng)粘度 熱通量 W 熱流強(qiáng)度 W 摩擦系數(shù) 旋轉(zhuǎn)速度 rpm 材料密度 比特率 下標(biāo) 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(shè)計(jì)（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(dòng)系統(tǒng)中使用逆熱傳導(dǎo)方式確定試驗(yàn)盤熱通量 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 不同潤(rùn)滑流量對(duì)濕式離合器帶排損失測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 院： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 不同潤(rùn)滑流量對(duì)濕式離合器帶排損失測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)表（一） 指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師 （簽字） 年 月 日 校外指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師 （簽字） 年 月 日 評(píng)閱人對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語(yǔ)： 評(píng)閱人 （簽字） 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)表（二） 答辯委員會(huì)（小組）成員 姓 名 職稱 主要分工 簽 字 答辯中提出的主要問(wèn)題及回答的簡(jiǎn)要情況： 答辯委員會(huì)（小組）代表 （簽字） 年 月 日 答辯委員會(huì)（小組）的評(píng)語(yǔ)： 答辯委員會(huì)（小組）代表 （簽字） 年 月 日 答辯委員會(huì)（小組）給定的成績(jī)： 答辯委員會(huì)（小組）主任 （簽字） 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始日期 年 月 日 截止日期 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯日期 年 月 日