Método de Projeto de Otimização Paramétrica para Placas de Fricção de Embreagens Hidroviscosas

Este estudo se concentrou no ritmo de atrito do projeto para arranhões hidrovasculares. Procure obter alta transmissão de dobra enquanto reduz as temperaturas do filme de óleo. Nosso estudo desenvolveu um método de otimização, combinando ensaios frontais e a metodologia de superfície de resposta para o projeto da estrutura da placa de fricção.

O método é aplicável a placas de fricção de várias configurações, oferecendo versatilidade e eficiência. Para começar, abra a estação de trabalho do ambiente de trabalho e arraste a geometria da caixa de ferramentas, dos sistemas de componentes e da geometria para a área do esquema do projeto. Clique com o botão direito do mouse na geometria, selecione importar modelo de geometria para importar o modelo concluído e clique para editar o modelo de geometria na reivindicação de espaço.

Na barra de ferramentas de reivindicação de espaço, clique em reparar e selecione arestas adicionais e arestas divididas para concluir o reparo, mesclando as linhas de divisão afetadas. Em seguida, clique em design e seleção, em seleção. Selecione a superfície interna do modelo e clique em criar NS no grupo, nomeando-o embocadura.

Usando o mesmo processo, clique na superfície externa e nomeie-a como saída. Em seguida, clique na superfície lisa da parede inferior e nomeie-a B como a superfície da parede, onde a película de óleo entra em contato com a almofada de fricção passiva. Selecione todas as superfícies sem nome e nomeie-as Z como a superfície da parede rotativa onde a película de óleo entra em contato com a almofada de fricção ativa.

Agora, saia da reivindicação de espaço e salve o arquivo para concluir o pré-processamento do modelo. Na estação de trabalho do workbench, arraste fluente dos sistemas de componentes da caixa de ferramentas e fluente para a área esquemática do projeto onde a geometria foi adicionada. Clique em geometria e arraste o mouse para a malha no projeto fluente para vincular seu módulo de malha aos dados upstream da geometria.

Clique duas vezes para abrir a malha e selecionar a geometria à prova d'água para o particionamento da malha e, em seguida, siga o fluxo de trabalho passo a passo para importar o modelo de geometria e adicionar o dimensionamento local. Clique em gerar malha de superfície. Defina o tamanho mínimo para 0,3 milímetros, o tamanho máximo para oito milímetros e o ângulo da norma de curvatura para 10.

Depois de definir esses parâmetros, clique em gerar a malha de superfície. Verifique a qualidade da malha de superfície clicando com o botão direito do mouse na malha de superfície gerada e selecionando inserir qualidade de malha de superfície aprimorada. Defina a qualidade mínima da malha como 0,7 e clique em OK para concluir a melhoria.

Clique em descrever o modelo de geometria. Selecionar o modelo de geometria como consistindo apenas de uma região fluida sem lacunas, mantendo outras opções em seus padrões sequencialmente. Clique em descrever a estrutura da geometria e atualizar as configurações do tipo de região, mantendo as configurações padrão e concluindo o processo.

Clique em adicionar camada de limite, selecionando três para o número de camadas, mantendo outras configurações em seus padrões. Clique em gerar malha de volume e insira uma qualidade de malha de volume aprimorada para garantir que sua qualidade exceda 0,12. Depois de gerar a malha, clique em alternar para solução e aguarde a conclusão do particionamento da malha e da importação para o módulo de análise.

Alterne do particionamento de malha para o modo solucionador. Assim que a malha terminar de carregar, clique em verificar no menu geral para validar a eficácia do modelo de elementos finitos e verifique se a malha tem algum volume negativo. Abra a equação de energia nas configurações do modelo.

Entre na interface de configurações do modelo viscoso. Selecione o modelo laminar e ative a opção de aquecimento viscoso. Modifique os parâmetros do material de acordo com as propriedades dos dois materiais fornecidos, ajustando o material líquido denominado ar e o material sólido denominado alumínio.

Clique em condições de limite. Selecione a superfície da parede da almofada de fricção ativa, chamada Z.Clique nas configurações de momento e defina-a como uma superfície de parede rotativa a 100 radianos por segundo ao redor do eixo Y com uma condição absoluta de não escorregar. Clique em condições de limite.

Selecione a superfície da parede da almofada de fricção passiva, chamada B.Clique nas configurações de momento e defina-a como uma superfície de parede estacionária com uma condição absoluta de não escorregar. Defina as condições de contorno relacionadas à transferência de energia por meio do acoplamento do sistema. Em seguida, defina as condições de limite de saída selecionando saída, configurando-a para saída de pressão com uma pressão manométrica de zero.

Defina as condições de contorno de entrada selecionando entrada, configurando-a para velocidade de entrada com uma velocidade de fluxo de um metro por segundo e uma temperatura de entrada de 30 graus Celsius. Clique nas configurações da solução. Selecione o algoritmo simplec para o método de solução.

Escolha o formato contra o vento de primeira ordem para impulso e energia e mantenha os valores residuais por padrão. Defina o estado do domínio computacional no momento inicial com uma temperatura inicial de 26 graus Celsius, pressão de pascal zero e velocidade zero nas direções X, Y e Z. Defina o número de iterações como 300.

Clique em calcular e aguarde os resultados. Quando os cálculos estiverem concluídos, clique em resultados seguidos de relatórios e fluxos. Selecione a taxa de fluxo de massa e os fluxos e verifique os valores de entrada e saída para garantir que o erro seja inferior a 0,1%Analise os resultados clicando nos resultados, seguidos de relatórios e forças, selecionando o torque ao redor do eixo Y para a superfície da parede B e interprete o valor viscoso como o torque absoluto da película de óleo.

Agora, saia do módulo de cálculo de fluxo de fluido. Arraste os resultados dos sistemas de componentes da caixa de ferramentas e os resultados para o esquema do projeto onde a simulação está concluída. Em seguida, vincule a solução ao módulo de resultados.

Insira os resultados, clique nas calculadoras, selecione a função calculadora para resolver a temperatura média do filme de óleo e clique em calcular para obter o resultado. No software especialista em design, clique em novo design. Na superfície de resposta, selecione a caixa Ben Ken para estabelecer um modelo de otimização de três fatores e dois níveis.

Clique nos fatores numéricos para selecionar três fatores, o número de ranhuras radiais de óleo na almofada de fricção, a profundidade das ranhuras e o comprimento do arco das ranhuras de óleo. Em seguida, preencha a tabela correspondente. Entrar os valores de nível alto e baixo obtidos na análise dos três fatores de influência na tabela correspondente.

Defina os pontos centrais por bloco para cinco e clique na próxima etapa para alterar as variáveis de resposta para dois, que são o torque transmitido pela película de óleo e a temperatura média da película de óleo. Clique em concluir para gerar 17 conjuntos de pontos de amostra aleatórios. Repita o processo de análise de simulação para obter o torque transmitido e a temperatura média do filme de óleo após a recombinação.

Mescle as variáveis previstas A, B e C das três combinações de influência com os resultados simulados para formar uma nova tabela de variáveis. Em seguida, selecione quadrática para a ordem de processo no modelo. Escolha polinômio para o tipo de modelo e mantenha outras configurações padrão.

Depois de estabelecer o modelo de superfície de resposta, calcule o torque e a temperatura média. Realize uma análise de erro do modelo clicando em análise de variantes e analisando os valores de precisão R quadrado e adec nas estatísticas de ajuste, para verificar a conformidade com os padrões. Clique em otimização, seguido de numérico e critérios, mantendo os intervalos dos três fatores de influência inalterados.

Em seguida, clique nas soluções para encontrar o torque máximo e a temperatura média mínima para os valores aproximados. Calcule os resultados para diferentes matrizes, rotulando a combinação um como a solução ideal para o modelo. O processo de modelagem e simulação identificou e otimizou os parâmetros da ranhura da placa de fricção que influenciam significativamente a temperatura do filme de óleo e o torque transmitido.

O torque transmitido diminui à medida que o número de sulcos de óleo radiais aumenta, mas a temperatura média do filme de óleo diminui de acordo. Da mesma forma, aumentar a profundidade do sulco, o comprimento do arco dos sulcos radiais e o número de sulcos de óleo circunferenciais causou uma redução semelhante no torque transmitido e uma diminuição acentuada na temperatura média do filme de óleo em diferentes extensões. Três estruturas de sulcos representativas produziram distribuições distintas de temperatura do filme de óleo, com diferenças notáveis nas zonas de alta temperatura do anel externo.

O modelo de superfície de resposta para temperatura média do filme de óleo e torque mostrou um bom alinhamento entre os valores previstos e reais. A interação do número de sulcos radiais e da profundidade do sulco produziu uma superfície inclinada para a resposta de torque, enquanto a interação da profundidade do sulco e do comprimento do arco mostrou um gradiente mais acentuado. A interação do número de sulcos radiais e da profundidade do sulco criou um gradiente gradual na temperatura média do filme de óleo, enquanto a profundidade do sulco e a interação do comprimento do arco produziram uma transição de cores mais nítida.