Parametrische optimalisatie ontwerpmethode voor frictieplaten van hydroviskeuze koppelingen

Deze studie richtte zich op het ontwerpwrijvingstempo voor hydrovasculaire scratch. Streef naar een hoge transmissie en verlaag de oliefilmtemperaturen. Onze studie ontwikkelde een optimalisatiemethode, waarbij fronttesten en de responsoppervlakmethodologie voor het ontwerp van de wrijvingsplaatstructuur werden gecombineerd.

De methode is van toepassing op wrijvingsplaten met verschillende instellingen en biedt veelzijdigheid en efficiëntie. Open om te beginnen het werkbankwerkstation en sleep de geometrie van de gereedschapskist, componentsystemen en geometrie naar het projectschemagebied. Klik met de rechtermuisknop op de geometrie, selecteer het importeer geometriemodel om het voltooide model te importeren en klik om het geometriemodel in de ruimte te bewerken.

Klik op de werkbalk voor het claimen van ruimte op repareren en selecteer vervolgens extra randen en gespleten randen om de reparatie te voltooien en de betreffende gesplitste lijnen samen te voegen. Klik vervolgens op ontwerp en selectie, in selectie. Selecteer het binnenoppervlak van het model en klik op NS maken in de groep en geef het een naam.

Klik met hetzelfde proces op het buitenoppervlak en noem het stopcontact. Klik vervolgens op het gladde onderste wandoppervlak en noem het B als het wandoppervlak, waar de oliefilm in contact komt met het passieve wrijvingskussen. Selecteer alle naamloze oppervlakken en noem ze Z als het roterende wandoppervlak waar de oliefilm in contact komt met het actieve frictiekussen.

Sluit nu de ruimteclaim af en sla het bestand op om de voorverwerking van het model te voltooien. Sleep in de werkbankwerkplek vloeiend uit de gereedschapskistcomponentsystemen en vloeiend naar het projectschematische gebied waar de geometrie is toegevoegd. Klik op geometrie en sleep met de muis naar de mesh in het vloeiende project om de mesh-module te koppelen aan de upstream-gegevens van de geometrie.

Dubbelklik om het net te openen en selecteer waterdichte geometrie voor mesh-verdeling, volg vervolgens de workflow stap voor stap om het geometriemodel te importeren en lokale dimensionering toe te voegen. Klik op oppervlaktenet genereren. Stel de minimale grootte in op 0.3 millimeter, de maximale grootte op acht millimeter en de krommingsnormhoek op 10.

Nadat u deze parameters hebt ingesteld, klikt u op het genereren van het oppervlaktenet. Controleer de kwaliteit van het oppervlaktenet door met de rechtermuisknop op het gegenereerde oppervlaktenet te klikken en Verbeterde kwaliteit van het oppervlaktenet in te voegen. Stel de minimale mesh-kwaliteit in op 0,7 en klik op OK om de verbetering te voltooien.

Klik op het geometriemodel beschrijven. Het geometriemodel selecteren als uitsluitend bestaande uit een vloeiend gebied zonder gaten, waarbij andere opties opeenvolgend op hun standaardinstellingen worden gehouden. Klik op Geometriestructuur beschrijven en instellingen voor regiotypen bijwerken, waarbij de standaardinstellingen behouden blijven en het proces wordt voltooid.

Klik op grenslaag toevoegen en selecteer drie voor het aantal lagen, terwijl de andere instellingen op hun standaardinstellingen blijven. Klik op volumenet genereren en voer een verbeterde volumegaaskwaliteit in om ervoor te zorgen dat de kwaliteit hoger is dan 0,12. Nadat u de mesh hebt gegenereerd, klikt u op overschakelen naar oplossing en wacht u tot de mesh-partitionering en import naar de analysemodule is voltooid.

Schakel over van mesh-partitionering naar de oplossermodus. Zodra het net klaar is met laden, klikt u op controleren in het algemene menu om de effectiviteit van het eindige-elementenmodel te valideren en controleert u of het net een negatief volume heeft. Open de energievergelijking in de modelinstellingen.

Ga naar de interface voor viskeuze modelinstellingen. Selecteer het laminaire model en schakel de optie voor viskeuze verwarming in. Wijzig de materiaalparameters volgens de eigenschappen van de twee geleverde materialen, waarbij u het vloeibare materiaal met de naam lucht en het vaste materiaal met de naam aluminium aanpast.

Klik op randvoorwaarden. Selecteer het actieve wrijvingspad wandoppervlak, genaamd Z.Klik op momentuminstellingen en stel het in als een roterend wandoppervlak met 100 radialen per seconde rond de Y-as met een pure voorwaarde van geen slip. Klik op randvoorwaarden.

Selecteer het wandoppervlak van het passieve frictiepad, genaamd B.Klik op momentuminstellingen en stel het in als een stationair wandoppervlak met een pure staat van geen slip. Stel de randvoorwaarden voor de energieoverdracht in via de systeemkoppeling. Stel vervolgens de randvoorwaarden van het stopcontact in door stopcontact te selecteren en het in te stellen op drukuitlaat met een overdruk van nul.

Stel de randvoorwaarden voor de inlaat in door de inlaat te selecteren, deze in te stellen op inlaatsnelheid met een stroomsnelheid van één meter per seconde en een inlaattemperatuur van 30 graden Celsius. Klik op de instellingen voor de oplossing. Selecteer het simplec-algoritme voor de oplossingsmethode.

Kies het eerste order upwind formaat voor momentum en energie en houd de restwaarden op standaard. Stel de toestand van het computationele domein in op het beginmoment met een begintemperatuur van 26 graden Celsius, een druk van nul pascal en een snelheid van nul in de X-, Y- en Z-richtingen. Stel het aantal iteraties in op 300.

Klik op berekenen en wacht op de resultaten. Zodra de berekeningen zijn voltooid, klikt u op resultaten gevolgd door rapporten en fluxen. Selecteer het massadebiet en de fluxen en controleer de inlaat- en uitlaatwaarden om er zeker van te zijn dat de fout minder dan 0,1% isAnalyseer de resultaten door op de resultaten te klikken, gevolgd door rapporten en krachten, selecteer het koppel rond de Y-as voor wandoppervlak B en interpreteer de viskeuze waarde als het enorme koppel van de oliefilm.

Verlaat nu de module voor het berekenen van de vloeistofstroom. Sleep de resultaten van de componentsystemen en de resultaten van de toolbox naar het projectschema waar de simulatie is voltooid. Koppel dan de oplossing aan de resultatenmodule.

Voer de resultaten in, klik op rekenmachines, selecteer functiecalculator om de gemiddelde temperatuur van de oliefilm op te lossen en klik op berekenen om het resultaat te verkrijgen. Klik in de software van de ontwerpexpert op nieuw ontwerp. Schakel onder het reactieoppervlak het vakje Ben Ken in om een optimalisatiemodel met drie factoren en twee niveaus op te stellen.

Klik op numerieke factoren om drie factoren te selecteren, het aantal radiale oliegroeven in het frictieblok, de diepte van de groeven en de booglengte van de oliegroeven. Vul vervolgens de bijbehorende tabel in. Voer de hoge en lage niveauwaarden in die zijn verkregen uit de analyse van de drie beïnvloedende factoren in de bijbehorende tabel.

Stel de middelpunten per blok in op vijf en klik vervolgens op de volgende stap om de responsvariabelen te wijzigen in twee, namelijk het koppel dat door de oliefilm wordt overgedragen en de gemiddelde temperatuur van de oliefilm. Klik op Finish om 17 sets willekeurige voorbeeldpunten te genereren. Herhaal het simulatie-analyseproces om het overgedragen koppel en de gemiddelde temperatuur van de oliefilm na recombinatie te verkrijgen.

Voeg de voorspelde variabelen A, B en C van de drie invloedscombinaties samen met de gesimuleerde resultaten om een nieuwe variabelentabel te vormen. Selecteer vervolgens kwadratisch voor de procesvolgorde in het model. Kies polynoom voor het modeltype en behoud andere instellingen die standaard zijn.

Bereken na het opstellen van het responsoppervlakmodel zowel het koppel als de gemiddelde temperatuur. Voer een foutanalyse van het model uit door op analyse van varianten te klikken en R-kwadraat- en adec-precisiewaarden in fit-statistieken te analyseren om de naleving van normen te verifiëren. Klik op optimalisatie, gevolgd door numeriek en criteria, waarbij de bereiken voor de drie beïnvloedende factoren ongewijzigd blijven.

Klik vervolgens op oplossingen om het maximale koppel en de minimale gemiddelde temperatuur voor de geschatte waarden te vinden. Bereken de resultaten voor verschillende arrays, waarbij combinatie één de optimale oplossing voor het model is. Het modellerings- en simulatieproces identificeerde en optimaliseerde de groefparameters van de wrijvingsplaat die de temperatuur van de oliefilm en het overgedragen koppel aanzienlijk beïnvloeden.

Het overgebrachte koppel neemt af naarmate het aantal radiale oliegroeven toeneemt, maar de gemiddelde temperatuur van de oliefilm daalt dienovereenkomstig. Evenzo veroorzaakte het vergroten van de booglengte van de groefdiepte van radiale groeven en het aantal omlopende oliegroeven een vergelijkbare vermindering van het overgedragen koppel en een duidelijke afname van de gemiddelde oliefilmtemperatuur in verschillende mate. Drie representatieve groefstructuren produceerden verschillende temperatuurverdelingen van de oliefilm, met opmerkelijke verschillen in de hoge temperatuurzones van de buitenring.

Het responsoppervlakmodel voor de gemiddelde temperatuur en het koppel van de oliefilm toonde een goede afstemming tussen voorspelde en werkelijke waarden. De interactie van radiaal groefnummer en groefdiepte produceerde een hellend oppervlak voor koppelrespons, terwijl de interactie van groefdiepte en booglengte een steilere gradiënt vertoonde. De interactie van radiaal groefnummer en groefdiepte zorgde voor een geleidelijke gradiënt in de gemiddelde oliefilmtemperatuur, terwijl de interactie tussen groefdiepte en booglengte een scherpere kleurovergang opleverde.