[发明专利]一种用于湿式摩擦元件直沟槽特征参数优化方法

说明书

本发明公开了一种用于湿式摩擦元件直沟槽特征参数优化方法，涉及重载车辆传动技术领域，能够优化改进湿式摩擦元件的直沟槽特征参数，提高湿式摩擦元件的热弹稳定性。该方法包括如下步骤：确定直沟槽所需优化的结构特征参数包括直沟槽数目N、直沟槽角度θ、直沟槽宽度B和直沟槽深度h。设定结构特征参数的优化顺序N→θ→B→h。设定评价指标包括平温度场平均温度μ、温度场不均匀系数σ和温度极差R；设定评价指标顺序μ→R→σ。按照设定的结构特征参数优化顺序顺次选取当前优化参数，执行优化过程获得当前优化参数的最优取值，直至获取所有结构特征参数对应的最优取值，并以所有结构特征参数取其最优取值设置湿式摩擦元件的直沟槽结构。

技术领域

本发明涉及重载车辆传动技术领域，具体涉及一种用于湿式摩擦元件直沟 槽特征参数优化方法。

背景技术

高能量密度摩擦传动系统是高性能传动的关键，其显著特征是大功率、高 转速。湿式摩擦元件由于其优异的耐磨性和较高的热容被广泛应用于重载车辆 的传动技术领域。湿式摩擦元件常出现热弹性不稳定问题，导致车辆传动系统 整体性能下降甚至失效。

当摩擦副相对速度大于某临界值时，温度场的非均匀性会随时间呈指数增 大，即系统进入热弹性不稳定状态(Thermoelastic Instability，简称TEI)。由TEI 引起的局部高温(热斑点)是元件失效重要原因之一。热弹性失稳问题将使得 摩擦副产生局部高温，进而解决摩擦传动过程中出现的高频振动、翘曲变形、 甚至疲劳断裂等现象。

通过近半个世纪的研究，TEI问题在理论、仿真和实验等方面都取得了较大 的成果。热弹性理论研究以Barber和Burton等人的模型为基础，以理论为支撑 采用有限元法作为研究热弹性不稳定问题的有效工具，而实验研究是验证理论 研究和仿真研究的重要方法。

但目前国内外大多数学者在摩擦副材料和结构参数对热弹性稳定性影响的 研究中，主要集中在摩擦材料本身物理、化学等性能和摩擦副厚度及半径等参 数，而未考虑到摩擦层沟槽分布状态及结构特征对TEI的动态特性影响。

因此目前亟需一种通过改进湿式摩擦元件的直沟槽特征参数来进行提高湿 式摩擦元件的热弹稳定性的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于湿式摩擦元件直沟槽特征参数优化方法， 能够通过优化改进湿式摩擦元件的直沟槽特征参数，提高湿式摩擦元件的热弹 稳定性。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：1、一种用于湿式摩擦元件直沟槽 特征参数优化方法，所述湿式摩擦元件由多片交替分布的摩擦片和对偶钢片， 其中相邻的摩擦片和对偶钢片组成摩擦副，其中摩擦片上具备设定数量的直沟 槽，所述直沟槽将所述摩擦片的摩擦表面分为设定数量的区块，其特征在于， 所述直沟槽特征参数优化方法包括如下步骤：

确定直沟槽所需优化的结构特征参数；所述直沟槽所需优化的结构特征参 数包括直沟槽数目N、直沟槽角度θ、直沟槽宽度B和直沟槽深度h。

所述直沟槽数目N是单个摩擦片表面上分布的沟槽组的总数目，每个沟槽 组由三道相邻且平行的沟槽构成。

所述直沟槽角度θ是指沟槽组的中间沟槽与经过其沟槽长度中点的摩擦片 直径的夹角。

所述直沟槽深度h是指直沟槽底部与摩擦片表面的垂直距离。

所述直沟槽宽度B是指摩擦片表面为直沟槽所截区域的宽度距离。

设定结构特征参数的优化顺序为N→θ→B→h。

设定评价指标包括平温度场平均温度μ、温度场不均匀系数σ和温度极差R； 设定评价指标顺序为μ→R→σ。

按照设定的结构特征参数优化顺序顺次选取当前优化参数，执行如下优化 过程获得当前优化参数的最优取值，直至获取所有结构特征参数对应的最优取 值，并以所有结构特征参数取其最优取值设置湿式摩擦元件的直沟槽结构。