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船用湿式摩擦离合器结构优化研究
| 论文题名： | 船用湿式摩擦离合器结构优化研究 |
| 关键词： | 船用湿式离合器;结构优化;表面微织构;轻量化设计 |
| 摘要： | 我国研发出的船用湿式离合器基本上能够满足各种类型船舶的使用要求，但和国外同类产品相比，存在结构重量大、可靠性低等缺点。一方面重量大导致动力的利用率低，另一方面，离合器系统中的活塞和油缸之间由于负载较大，极易发生磨损，导致可靠性低。因此，对船用离合器进行轻量化设计以及活塞减磨成为一个急需解决的问题。本文的主要工作如下: (1)船用湿式离合器结构优化方法研究及转子动力学建模。首先对多目标优化的各方法进行对比，最终选取最优拉丁超立方方法进行取样、建立Kriging响应面模型并采用多目标遗传算法进行求解;然后基于离散化建模思想，建立了以输入轴和支撑环为主体，并包含轴承结构刚度和阻尼在内的动力学数值模型。 (2)船用湿式离合器结构优化设计。首先对船用湿式离合器进行结构拓扑优化;之后结合离合器各零件的实际工况，对有关尺寸进行响应面优化，得到满足强度要求的最优结构。 (3)解决了离合器的共振问题。根据第二章建立的离合器动力学模型，对转子的运动方程进行求解;然后建立仿真模型并计算，并将两种方法得到的结果进行对比，进而实现对转子临界转速的判断。之后分析了轴承阻尼对系统临界转速产生的影响。 (4)通过采用表面微织构技术解决了离合器活塞和油缸的磨损问题。首先建立四种不同形貌微织构的流场模型进行计算求解，得到摩擦系数最小的一种形貌及其对应的微织构深度;然后改变微织构分布参数，在fluent中对不同微织构分布所形成的流场进行仿真。最终得到具有一定形貌和分布的微织构表面，使活塞的摩擦系数降低，有效地缓解了活塞的磨损。 本文对湿式摩擦离合器的轻量化设计、临界转速分析以及活塞减磨等工作对湿式离合器的研发工作有一定的参考价值和指导意义。 |
| 作者： | 杨青宇 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 曲东越 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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