Parametrisches Optimierungsverfahren für Reibscheiben von hydroviskosen Kupplungen

Summary

Diese Studie kombiniert numerische Analysesoftware mit der Response Surface Methodology (RSM), um die Optimierungsauslegungsmethode für Reibscheiben von hydroviskosen Kupplungen systematisch zu untersuchen.

Abstract

Die Hydro-Visco-Kupplung (HVC) arbeitet auf der Grundlage der Theorie der flüssigen viskosen Kupplung und verwendet viskose Flüssigkeit als Arbeitsmedium, um die Kraft durch die Scherkraft des Ölfilms zwischen den Reibplatten zu übertragen. Die Rillenstruktur auf den Reibplatten wirkt sich direkt auf die Drehmomentübertragungsfähigkeit und den Anstieg der scherinduzierten Temperatur des Ölfilms aus. Daher ist es von großer Bedeutung, Reibplattenstrukturen zu entwerfen, die eine effiziente Drehmomentübertragung und einen geringen Temperaturanstieg in Einklang bringen. Um diese Frage zu lösen, analysiert diese Studie den Einfluss der Rillenstruktur auf die Eigenschaften des Ölfilms und identifiziert die wichtigsten Einflussfaktoren. Anschließend wurde mit Hilfe einer Simulationssoftware das Drehmoment und der Temperaturanstieg des Ölfilms unter verschiedenen Rillenstrukturen berechnet. Die strukturellen Parameter der Reibplatten wurden dann mit Hilfe des Box-Behnken-Designs der Response Surface Methodology (RSM) optimiert. Die Ergebnisse zeigen, dass das optimierte Design der Reibplatte mit einer Nuttiefe von 0,214 mm, einer Lichtbogenlänge von 5 mm, 16 radialen bogenförmigen Rillen und 5 umlaufenden Rillen die Ölfilmtemperatur deutlich senken und gleichzeitig eine hohe Drehmomentübertragung gewährleisten kann. Dieser Auslegungsansatz stellt eine Referenz für die optimierte Auslegung von Reibpaaren in hydroviskosen Kupplungen unterschiedlicher Größe dar.

Introduction

Mit der rasanten Entwicklung der gesellschaftlichen Produktivität werden immer mehr große Schwerlastmaschinen in Bau- und Fertigungsprozessen eingesetzt. Diese Maschinen erfordern eine leistungsstarke dynamische Drehzahlregelung bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch.

In den letzten Jahren wurde eine neue Art von Drehzahlregelung vorgeschlagen und in schweren Maschinen eingesetzt, nämlich die Hydro-Viscous-Kupplung. Dieses Gerät integriert mechanische, elektronische Steuerungs- und Hydrauliktechnologien, die sowohl die Flüssigkeitsscherübertragung als auch die mechanische Reibungsübertragung umfassen. S....

Protocol

HINWEIS: Der technische Weg des Entwurfsschemas ist in Abbildung 1 dargestellt, der hauptsächlich die Modellerstellung, die Simulationsanalyse und die Parameteroptimierung umfasst. Die Modellerstellung umfasst zwei Hauptkategorien: Modelle, die für die Einzelfaktorenanalyse erforderlich sind, und Modelle, die aus dem Versuchsdesign abgeleitet werden, das durch die Response-Surface-Methodik (RSM) nach Bestimmung der Einflussfaktoren gegeben wird. Die Erstellung des Modells wird in SolidWorks abgeschlossen, die Simulationsanalyse wird in Fluent durchgeführt und die Parameteroptimierung wird in Design-Expert....

Results

Die Modellierungs- und Simulationsanalyseschritte in dem Schema zielen darauf ab, zu bestimmen, welche Parameter der Reibscheibenrillen die Ölfilmtemperatur und das übertragene Drehmoment signifikant beeinflussen. Durch die Parameteroptimierung der abgetasteten Daten werden die Kombinationen von Parametern, die die Leistung des Ölfilms beeinflussen, angepasst, gefolgt von wiederholten Modellierungen und Simulationen zur Datengenerierung, um schließlich die optimalen Parameter für die Rillen der Reibplatte durch Optimieru.......

Discussion

In dieser Studie wird eine Optimierungsauslegungsmethode für die Ölrillenstruktur der Hydro-Viscous Clutch Reibscheiben vorgeschlagen. Insbesondere zielt es darauf ab, die Leistung des Ölfilms zu verbessern, indem Parameter wie Anzahl, Anordnung und geometrische Abmessungen der Rillen¹⁰ geändert werden. Eine Kombination aus numerischen Simulationen mit der Fluent-Software und der Response Surface Methodology (RSM) wird eingesetzt, um Parameter wie die Anzahl der r.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Aldary	N/A	N/A	Legierungsmaterial
Ansys-Workbench	ANSYS	ANSYS 2023R1	Mehrzweck-Computerdesign-Programmsoftware mit Finite-Elemente-Methode.
Design-Experte	Stat-Leichtigkeit	Design-Experte 13	Ein Werkzeug zur experimentellen Datenanalyse
Nr.8 Hydrauliköl	N/A	N/A	Flüssigkeit
PC	N/A	N/A	Computerausrüstung
SOLIDWORKS	Dassault Systèmes	SOLIDWORKS 2023	Ein Zeichenwerkzeug für Engineering-Software
Stahl	N/A	N/A	Legierungsmaterial