[發明專利]一種濕式離合器三維熱性能仿真方法

在審

• 申請號: 202210562196.8
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN115168982A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 張冰;白學斌;王學旭;石珊;賈旭東;金子崳;于博瑞;梁宏宇;郭相坤;張鵬
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種濕式離合器三維熱性能仿真方法，其特征在于，所述方法通過應用結構力學仿真軟件計算濕式離合器在真實受力狀態下摩擦片和對偶鋼片的摩擦產熱，應用CFD仿真軟件計算濕式離合器摩擦片和對偶鋼片表面與流體間的對流換熱系數，結構力學仿真軟件與CFD仿真軟件相互配合，基于相同的求解時間步長，摩擦產熱與溫度、溫度與對流換熱系數仿真計算結果實時交互，實現濕式離合器熱-流-固耦合三維熱性能仿真；

所述濕式離合器三維熱性能仿真方法包括濕式離合器摩擦產熱仿真計算、濕式離合器對流換熱系數仿真計算和濕式離合器三維熱性能仿真計算；

所述濕式離合器摩擦產熱仿真計算包括以下步驟：

步驟一：濕式離合器內部零件網格劃分；

步驟二：根據網格劃分進行濕式離合器內部零件材料屬性定義、濕式離合器內部零件接觸屬性設置和濕式離合器載荷添加；

步驟三：根據所述步驟二中的材料屬性定義、接觸屬性設置和載荷添加進行濕式離合器摩擦產熱仿真求解設置，并輸出產熱分布；

所述濕式離合器對流換熱系數仿真計算包括以下步驟：

步驟一：濕式離合器幾何模型前處理；

步驟二：根據處理結果進行濕式離合器流體網格劃分；

步驟三：根據網格劃分進行濕式離合器物理模型設置和濕式離合器流體仿真邊界條件設置；

步驟四：根據所述步驟三中設置的物理模型和仿真邊界條件進行濕式離合器流場仿真求解設置，并輸出傳熱分布；

所述濕式離合器三維溫度場仿真計算過程為：將濕式離合器摩擦產熱仿真計算和濕式離合器對流換熱系數仿真計算的每一迭代步輸出的產熱分布與傳熱分布結果作為濕式離合器三維溫度場仿真計算的邊界條件輸入，仿真計算得到的濕式離合器三維溫度場結果反饋給濕式離合器摩擦產熱仿真計算和濕式離合器對流換熱系數仿真計算作為下一步仿真計算的初始邊界條件，以上過程每一迭代步循環一次，直至濕式離合器溫度達到穩態平衡或達到總仿真時間結束。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述濕式離合器摩擦產熱仿真計算的步驟一的具體內容為：針對濕式離合器內部實體零件進行有限元網格劃分，相互接觸區域劃分兩層以上的體網格，若一個零件由不同材料構成，則將不同材料的部分拆分開并分別劃分有限元網格。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述濕式離合器摩擦產熱仿真計算的步驟二的具體內容為：將材料屬性分配給對應的零件，所述材料屬性包括密度、熱膨脹系數、熱導率、比熱、楊氏模量和泊松比；將摩擦片和對偶鋼片的接觸面設置為摩擦面并設定摩擦系數，根據計算情況調整剛度因子；根據仿真工況設置濕式離合器的固定支撐、法向壓力和各零件的旋轉速度，各零件的旋轉速度應與濕式離合器流場仿真邊界條件設置中的參數保持一致。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述濕式離合器摩擦產熱仿真計算的步驟三的具體內容為：設置摩擦產熱仿真計算的總仿真時間、時間步長和迭代次數，時間步長和迭代次數與濕式離合器流場仿真求解設置中的參數保持一致。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述濕式離合器對流換熱系數仿真計算步驟一的具體內容為：提取濕式離合器內部流體域，將流體域切分為靜止域和旋轉域。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述濕式離合器對流換熱系數仿真計算步驟二的具體內容為：對濕式離合器流體域進行有限元網格劃分，流體網格最窄處至少劃分3-6層體網格。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述濕式離合器對流換熱系數仿真計算步驟三的邊界條件包括為：流體的密度、粘度、熱導率和比熱，旋轉域與靜止域之間的數據傳遞、濕式離合器入口質量流量、出口壓力和旋轉域的旋轉速度、旋轉域各旋轉表面的旋轉速度，流場模型為湍流模型。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述濕式離合器對流換熱系數仿真計算步驟四的具體內容為：使用二階以上的流場仿真求解方法進行仿真求解，時間步長和迭代次數與濕式離合器摩擦產熱仿真求解設置中的參數保持一致。