[发明专利]基于有限元的硅油风扇离合器散热性能分析方法

权利要求书

1.基于有限元的硅油风扇离合器散热性能分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过三维建模软件建立包括主动盘、从动盘以及离合器壳体的硅油风扇离合器三维模型；

将连续的硅油槽分解为若干个不同剪切半径的圆柱剪切槽和圆环剪切槽，并在三维模型中将相邻的两个圆环剪切槽和两个圆柱剪切槽合并为一个剪切槽；

建立单个剪切槽内的硅油生热方程：Q₁＝Kπ(M_a+M_c)(△n)/30，其中Q₁为生热率，M_a为圆环剪切槽传递扭矩，M_c为圆柱剪切槽传递扭矩，△n为主动盘与从动盘转速差，K为生热系数；根据硅油生热方程计算每个剪切槽的生热率；

建立硅油风扇离合器壳体散热方程：Q₂＝(h₁+h₂)(T_o-T_a)(hA₁+A₂)，其中Q₂为散热率，其中h₁为对流换热系数，h₂为辐射换热系数，T_o为离合器壳体表面的温度，T_a为工作环境温度，hA₁为离合器壳体肋片的有效表面积，A₂为壳体表面的面积；根据散热方程计算硅油风扇离合器壳体的散热率；

利用网格划分软件划分硅油风扇离合器的网格，并生成流体力学软件能够识别的网格输入文件，将网格输入文件输入流体力学软件；

将每个剪切槽的生热率，硅油风扇离合器壳体的散热率以及外界的环境温度作为边界条件，利用流体力学软件进行计算；

改变硅油风扇离合器的转速或壳体的导热系数，得到硅油风扇离合器的散热性能曲线。

2.根据权利要求1所述的基于有限元的硅油风扇离合器散热性能分析方法，其特征在于，硅油风扇离合器壳体散热包括辐射散热和对流散热。

3.根据权利要求2所述的基于有限元的硅油风扇离合器散热性能分析方法，其特征在于，利用对流散热公式计算辐射散热的散热率。

4.根据权利要求1至3任一项所述的基于有限元的硅油风扇离合器散热性能分析方法，其特征在于，将硅油风扇离合器壳体的表面肋片等效为直肋片。

5.根据权利要求1所述的基于有限元的硅油风扇离合器散热性能分析方法，其特征在于，划分有限元网格时，在硅油风扇离合器尺寸较小的区域加大网格单元密度，在尺寸较大区域减小网格单元密度，整体网格单元密度从小到大呈线性变化。

6.根据权利要求1所述的基于有限元的硅油风扇离合器散热性能分析方法，其特征在于，所述流体力学软件为FLUENT软件、STAR CCM软件、Nastran软件或ANASYS软件。

7.根据权利要求6所述的基于有限元的硅油风扇离合器散热性能分析方法，其特征在于，利用FLUENT软件求解时，将网格文件输入FLUENT软件的稳态求解器。

8.根据权利要求7所述的基于有限元的硅油风扇离合器散热性能分析方法，其特征在于，在FLUENT软件的稳态求解器中使用能量守恒方程，设定硅油和硅油风扇离合器壳体的物理参数，定义流体与固体的交界面为耦合交界面，采用稳态求解器进行残差计算。

9.根据权利要求1所述的基于有限元的硅油风扇离合器散热性能分析方法，其特征在于，硅油风扇离合器的散热性能曲线为硅油风扇离合器壳体、主动盘、硅油温度随转速或导热系数变化的曲线。