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关键词： 干式摩擦离合器   高转速差   接合特性   温度场   接合压力  

摘要： 高机动性、长续航能力和高可靠性一直是航空飞行器的发展方向。为了同时满足高机动性和长续航能力,许多现代航空飞行器中都具有多种飞行状态,包括灵活起飞/降落、高速飞行、低速续航等。在短距/垂直起降飞机推进系统中,通过干式摩擦离合器的接合和脱开,从而控制低压轴与升力风扇的接合和脱开来实现垂直起降和快速飞行两种飞行状态的切换。干式摩擦离合器作为将动力传递到升力风扇的唯一传动装置,在高转速状态下,其平稳快速接合对于该类型飞机的机动性和可靠性至关重要。然而,从使用情况来看,干式摩擦离合器在接合过程中的接合时间和冲击扭矩是此消彼长的,严重制约了短距/垂直起降飞机的进一步发展。且在高转速情况下,离合器温升也会是制约离合器性能提升的重要因素。针对上述情况,本文主要研究内容为:(1)针对摩擦离合器在高转速下摩擦系数变化呈非线性,接合过程影响因素难以辨别的问题,通过简化推进系统干式离合器模型,保留基本动力传递原件,建立了干式摩擦离合器动力学接合理论模型,并依据接合理论建立动力学仿真模型;并对离合器动力学模型的关键因素如:摩擦系数特性、升力风扇负载特性、发动机特性等进行分析。对高转速下干式摩擦离合器的动力学特性进行研究分析,并进一步分析了不同斜率压紧力加载情况下离合器的接合特性变化。发现压力加载斜率与离合器接合时间呈反比关系,与冲击扭矩呈正比关系,接合时间与冲击扭矩呈此消彼长的关系。为后续进行接合压力优化提供了参考依据。(2)针对高转速下干式摩擦离合器摩擦片寿命与稳定性会受到温度影响的问题,建立干式摩擦离合器温度场模型,对干式摩擦离合器接合过程中的温升情况进行分析。并进一步利用温度场模型对不同斜率压紧力加载下离合器的温度变化情况和温升情况进行了仿真分析,发现压力加载斜率与离合器的温升呈反比关系。说明加载斜率影响接合时间,从而影响离合器的整体温升情况。为后续进行控制优化提供了参考依据。(3)针对接合时间、温升两者和冲击扭矩呈此消彼长的变化趋势,为了提高接合性能,以接合时间及冲击扭矩为作为优化指标,提出变斜率式压紧力加载形式。仿真证明相对传统固定斜率压力加载,变斜率压力加载可以同时缩短接合时间和减小冲击扭矩。为了使变斜率压力加载能够适用于不同的工况,采用支持向量机回归(SVR)和粒子群(PSO)多目标优化算法对变斜率压力加载参数进行优化。优化结果表明,在相同接合时间情况下,可以减小冲击扭矩3%;在相同冲击扭矩情况下,可以减小接合时间24%,减小温升18%。(4)搭建干式摩擦离合器综合试验台进行试验并对动力学仿真结果进行验证,仿真结果与实验结果基本相符,相对误差在10%以内,保证了动力学仿真模型的可靠性。同时在试验中对温度进行测量,仿真结果中离合器外壳区域的温度曲线变化与试验结果趋势基本一致,平均相对误差为4.3%,证明所预测的温度基本符合试验结果,所建立的离合器温度场仿真模型具备可靠性。图67幅,表8个,参考文献60篇

关键词： 三轴加速度计   谐振式加速度计   力频特性   静电刚度  

摘要： 硅微谐振式加速度计作为用于测量载体加速度的惯性器件,得益于其体积小、功耗低、准数字信号输出等优点,目前被广泛运用在军事、工业和民用领域。随着应用领域的不断拓展,单轴和双轴微加速度计已无法满足众多场合使用的需求,三轴微加速度计的集成成为重要发展方向之一。本论文采用理论分析与有限元仿真相结合的方式,设计出一款具有高灵敏度、低交叉耦合特点的单芯片集成三轴谐振式微加速度计。论文的研究工作主要包括以下内容:(1)三轴谐振式微加速度计的集成模式与工作原理分析为设计提供指导。对三轴微加速度计集成模式进行分析,采用一个双轴微加速度计和一个Z轴微加速度计集成在一个芯片上的组合模式;阐明基于力频特性的双轴微加速度计的工作原理和基于静电刚度效应的Z轴加速度计的工作原理;明确三轴微加速度计的加工工艺。(2)双轴谐振式微加速度计的结构设计与仿真分析。首先通过建立无梳齿架形式谐振梁理论模型,推导出其基频和标度因数表达式;围绕高灵敏度和低交叉耦合,对谐振器、解耦梁和支撑结构进行理论和仿真分析,从而确定结构形式,得到不同参数对加速度计性能的影响,为实现高灵敏度和低交叉耦合的双轴加速度计提供依据;最后,对所设计的双轴加速度计进行静力学仿真、模态仿真、轴向交叉耦合仿真和谐响应仿真等,优化结构参数并验证结构设计的可行性。(3)Z轴谐振式微加速度计结构设计与仿真分析。首先建立Z轴加速度计动力学模型,基于电容间隙变化原理,研究静电刚度、扭转刚度与谐振频率之间的关系,推导出Z轴加速度计的基频、标度因数和吸合电压表达式,并进行了仿真验证;结合有限元仿真分析,确定结构最佳几何外形和参数;最后对加速度计进行模态仿真、吸合效应仿真,验证结构设计的可行性,通过谐响应仿真确保驱动电压加载方式的合理性。(4)三轴谐振式微加速度计误差分析。首先建立谐振梁上附加梳齿随振梁振动而产生的倾角误差模型,从而推导出包含倾角误差的基频表达式,计算结果表明所设计结构可以忽略该误差对基频的影响;其次理论分析三轴加速度计关键结构参数与标度因数非线性之间的关系,研究结果表明标度因数和量程的增大不利于标度因数非线性的抑制;最后使用蒙特卡洛法研究加工误差对三轴加速度计谐振器基频的影响,并对各参数进行敏感性分析。(5)三轴谐振式微加速度计结构芯片测试。使用设计软件Tanner L-edit绘制三轴加速度计结构版图,加工出裸片结构,并完成裸片的测试工作。开环测试结果表明,大气下各个谐振器工作正常,其中双轴加速度计谐振频率在50.3k Hz～51.2k Hz之间,Z轴加速度计谐振频率在6.3k Hz～6.7k Hz之间,X、Y和Z向标度因数分别为680Hz/g、685Hz/g和115Hz/g,与设计值相符,结构设计的正确性得以验证。

关键词： 膜片弹簧离合器   几何尺寸参数   误差分析   仿真分析   试验验证  

摘要： 产品尺寸精度的控制是保证产品性能优劣的重要指标,产品在设计、生产、装配的不同环节均会有误差的产生,不同误差因素的积累反映到产品几何参数上会导致产品几何尺寸误差。本文主要根据膜片弹簧摩擦离合器生产企业在实际生产制造过程中存在的几何尺寸误差,就几何尺寸误差对性能的影响规律展开研究。文章首先分析了膜片弹簧摩擦合器主要零件几何尺寸误差产生的原因,之后对离合器主要零件误差模型建立,对不同尺寸误差参数与性能参数之间的映射关系展开分析,最后通过试验验证的方法对仿真分析结果进行验证,为企业生产制造过程中尺寸误差的控制提供参考。文章主要研究内容如下:1.对波形片生产制造过程中存在的几何尺寸误差进行分析,选取几何参数,完成几何尺寸误差分析模型的搭建,对建立的模型进行有限元分析,验证波形片几何尺寸误差参数对从动盘轴向压缩特性的影响规律,利用Simulation X搭建汽车起步抖动动力学模型,验证波形片几何尺寸误差对汽车起步抖动特性的影响规律。2.对波形弹簧片生产制造过程中存在的几何尺寸误差进行分析,选取波形弹簧片几何尺寸误差参数,完成误差模型的创建,对创建的模型进行有限元分析,验证几何尺寸误差参数对波形弹簧片载荷特性及膜片弹簧离合器阻尼特性的影响规律。3.选取膜片弹簧的几何尺寸误差参数,建立膜片弹簧误差分析模型,分别基于AL公式建立膜片弹簧负荷特性和分离特性仿真分析模型。将选取的几何尺寸误差参数在膜片弹簧三维模型中修改,分析几何尺寸误差参数对膜片弹簧负荷特性曲线、分离特性曲线、转矩传递特性的影响规律。4.将存在几何尺寸误差参数的波形片装配在离合器从动盘总成中,对离合器从动盘总成进行轴向压缩特性试验,验证仿真分析结果与试验结果两者匹配度;将存在几何尺寸误差参数的膜片弹簧装配在离合器盖总成进行负荷特性试验,验证仿真分析结果与试验分析结果的匹配度。

关键词： 共轴对转齿轮箱   斜齿轮传动   齿面剥落   齿面磨损   动力学建模  

摘要： 高性能共轴对转无人直升机装备是目前世界各国在直升机技术研究领域争先发展的前沿方向。共轴对转输出齿轮箱作为共轴双旋翼直升机的核心部件,其动态特性直接影响着直升机的飞行性能。齿轮箱在复杂多变的工况下,容易导致齿轮发生如齿面剥落和磨损等故障,从而对传动系统造成严重的振动与冲击,降低齿轮箱系统的动力学性能。此外,齿轮箱整机系统不合理的结构设计,甚至会导致直升机发生严重的动力学问题,造成安全事故。基于此,本研究面向共轴对转无人直升机研发需要,提出开展考虑齿面故障特征影响的共轴对转齿轮箱动力学性能研究。论文主要研究内容如下:(1)分别推导含齿面局部剥落缺陷和磨损特征的斜齿轮副时变啮合刚度计算方法。基于能量法和切片法,推导斜齿轮副时变啮合刚度一般性计算公式;通过构建齿面局部剥落缺陷模型,分析缺陷尺度与位置特征对斜齿轮副时变啮合刚度的影响;基于修正Archard磨损模型,计算斜齿轮齿面非均匀磨损量;通过构建斜齿轮副非均匀磨损特性,分析齿面磨损量变化对斜齿轮副时变啮合刚度的影响。(2)建立共轴对转齿轮箱多级斜齿轮传动系统二十五自由度动力学模型。采用集中参数法,构建多级斜齿轮传动系统的动力学模型,模型中考虑齿轮啮合误差、轴承支承刚度、传动轴扭转刚度以及齿轮副时变啮合刚度等因素影响;通过对动力学模型求解与分析,研究齿面剥落缺陷尺寸与位置特征对传动系统动力学特性的影响,探讨齿面动态接触载荷变化规律以及齿轮系统振动特性。(3)建立旋翼轴斜齿轮传动动力学与齿面磨损交互作用模型。将齿轮传动动力学模型与齿面磨损模型进行耦合,研究直升机旋翼轴典型转速转矩工况下,斜齿轮传动动态响应、齿面磨损、齿隙以及齿轮副时变啮合刚度之间的相互作用机理,探讨齿面非均匀磨损量动态累积作用下,齿轮传动系统动力学性能的演变规律。(4)基于有限元技术,建立共轴对转齿轮箱内主要传动轴及齿轮箱整机结构系统弹性动力学有限元模型,分析各传动轴的临界转速与模态振型,研究整机结构系统的固有频率与模态振型。

关键词： 齿轮轮体弹性   时变啮合刚度   移动的啮合点   直齿轮传动   斜齿轮传动   辐板横向振动   辐板动态应力  

摘要： 在航空航天、汽车等领域的轻量化设计要求下,齿轮常被设计成薄辐板形式。这类齿轮体具有较大弹性,研究其动态特性对齿轮系统的轻量化设计和减振设计具有重要意义。由此,本文提出了一种考虑齿轮体和转轴弹性变形的齿轮系统动力学建模方法,说明了方法相对于集中参数法的优势,讨论了轮体弹性对动力学特性的影响,并在某汽车减速器二级斜齿轮传动的动力学建模中得到应用验证。论文的主要内容及成果如下:(1)建立了齿轮转子通用数值模型。根据多体动力学理论和小位移和小变形假设,提出了考虑轮体和转轴弹性变形的齿轮转子动能表达式一般推导方法。基于铁木辛柯梁理论和Mindlin中厚板理论,分别将转轴、辐板和轮缘简化为圆截面梁、环形板和方截面曲梁。采用微分求积有限元法对各子结构进行离散化处理,建立了通用的轴、扇形板和环单元数值模型,并构建了齿轮转子动力学模型。研究了各单元数值模型随单元数和节点数的收敛性和稳定性。给出了单元的几何参数适用范围。通过数值和试验的方法,验证了齿轮转子数值模型的正确性。(2)建立了考虑齿轮体弹性变形的齿轮动态啮合模型。给出了直、斜齿轮的啮合刚度的解析计算方法。提出了啮合过程中啮合点沿着齿轮基圆匀速移动的简化形式。由初始时刻啮合点在基圆上的角度坐标得到任意时刻的角度坐标,进而得到其瞬时的振动位移,最终得到主、从动轮啮合点在啮合线方向的相对位移。结合时变啮合刚度,给出了齿轮啮合过程中的时变啮合势能表达式。将时变啮合势能与齿轮转子的动能和应变能带入拉格朗日方程,建立了齿轮传动系统的运动微分方程。(3)研究了齿轮体弹性对直、斜齿轮传动系统动力学特性的影响。给出了齿轮系统耦合模态的确定方法。以四组转轴和齿轮刚度各不相同的齿轮转子组成的啮合副为例,对比了分别由集中参数法、集中辐板法和本文方法建立的动力学模型模态特性和动态响应的异同,说明了本方法的优势,给出了集中参数法和集中辐板法应用于直、斜齿轮动力学建模时的结构参数条件。实现了齿轮辐板的动态响应与动态应力的计算与分析,并研究了齿轮辐板厚度和螺旋角对动态特性的影响规律。研究了斜齿轮传动的模态和动态响应特性,发现了以辐板节径型横向振动为主的耦合模态,总结了斜齿轮辐板的横向振动特点以及横向剪切应力的分布与变化规律,指出了啮合点在辐板上的周期运动,会引起辐板横向剪应力方向的周期变化。(4)将本方法应用到某变速器二级斜齿轮系统的动力学建模,通过与有限元实体模型进行对比,验证了各级传动轴和组件模型的正确性。研究了系统整体的模态特性,给出了传动系统的前几阶耦合频率和对应的模态振型。通过与试验结果进行对比,发现了数值结果与试验结果相同的变化趋势和量级,分析了结果偏差产生的原因。本文提出的针对考虑轮体和转轴弹性的圆柱齿轮转子建模方法,弥补了集中参数法和集中辐板法无法考虑轮体弹性变形的不足,给出了集中参数法的应用条件,为薄辐板型齿轮轻量化与减振设计提供了分析方法。图88幅,表21个,参考文献126篇

关键词： 轻量化设计   参数优化   NSGAIII   拓扑优化   尺寸优化   动力学  

摘要： 齿轮作为传递动力和扭矩的重要机械元件,具有传递效率高、结构紧凑、传动比恒定速度范围大等优点,在汽车、航天等领域有着不可替代的作用。在齿轮传动过程中,会由于齿轮本身的重量齿轮在运转时的功率损失,并且会导致搭载齿轮箱的设备将消耗更多的能源,因此各类齿轮都往轻量化的方向发展;另一方面,随着齿轮的轻量化,齿轮的动力学性能会随之变差,影响齿轮传动的稳定性并产生大量的噪音。本文以透平机齿轮传动系统为研究对象,针对齿轮传动系统进行参数优化、结构优化和对轻量化齿轮的动力学性能进行分析。本文研究内容如下:(1)针对齿轮传动系统,根据齿轮及轴的参数,建立传动系统的数学模型,利用多目标优化算法NSGAIII对齿轮传动系统进行满足齿轮及轴强度约束的参数优化,以齿轮的体积、功率损失和中心距作为目标,并借助多目标决策方法选择出满足强度约束的最优参数解,达到了通过参数优化方法初步对齿轮体进行轻量化的目的。(2)以大型通用有限元软件Hypermesh为分析平台,利用Optistruct模块的“Optimization”功能,建立了齿轮传动系统中单个大齿轮的拓扑优化三维计算模型,以齿轮的柔度最小化为目标,并建立模态频率、体积为约束响应,对齿轮进行结构拓扑优化,分析齿轮轮辐部分满足强度和模态约束条件的最优密度排布,并对优化得出的结果进行模态分析,对比其模态分析的频率及振幅的变化情况,并分析产生变化的原因,此项工作为齿轮轮辐结构的轻量化设计奠定了基础。(3)对拓扑优化的结果进行近似重新建模,并利用ANSYS Workbench与NX软件的接口对模型进行轮辐区域以及减重孔的尺寸优化。首先对拓扑优化的大齿轮进行模态分析和瞬态动力学分析,并对优化结果中的模态频率和瞬态动力学中的应力及位移进行参数化,对该结果进行设定约束,以传动系统体积最小化为目标进行参数优化,接着通过设计实验,选择合适的实验样本点进行实验仿真,然后根据样本点的参数和结果特征进行数值拟合,创建近似响应面模型,最后以响应面模型为基础,对齿轮传动传动系统进行尺寸优化,并对尺寸优化的结果进行模态和瞬态动力学性能的对比分析,为齿轮的轻量化设计提供了可行的思路。(4)以上述拓扑优化结果为基础,对轻量化后的齿轮进行重新建模,分析轻量化后齿轮的动力学性能以及运转稳定性。利用Workbench对齿轮进行网格划分并导入动力学分析软件LSDYNA对轻量化齿轮进行模拟真实情况的强度和动力学性能的分析,仿真结果表明,与原齿轮相比,轻量化后的齿轮在振动幅度有少量增大,运转稳定性略差于原齿轮,齿轮轮辐区域承受了部分应力,使轮辐部分材料得以充分利用。通过此项工作,为验证齿轮轻量化前后的动力学性能提供了有力的依据。(5)为了验证有限元仿真的可靠性与真实性,对齿轮传动系统进行类比试验验证,采用与优化设计同类型的齿轮传动系统进行试验,通过分别采集试验和仿真时轴上轴承处的振动数据,并对振动数据进行处理,提取振动主频,分析齿轮传动系统的试验振动幅度及稳定性,并对比试验与仿真结果,验证有限元仿真的可靠性。

关键词： 湿式离合器   摩擦副   热失效   温度场   力学响应  

摘要： 湿式离合器是自动变速器的核心零部件之一,由于传动效率高、传递转矩大、换挡舒适性好及散热良好等优点,得到越来越广泛的应用。由于加工精度不足、结构设计不合理或者摩擦副承受的扭矩超出材料所能提供的扭矩容量时,摩擦副容易出现提早失效的现象,对湿式离合器的工作性能以及整车起步抖动及换挡冲击性能造成不利影响。本文建立湿式离合器摩擦副热失稳分析模型,分析摩擦副热失效机理,对摩擦副热失效的影响因素进行深入研究,并分析摩擦副热失效对其力学响应的影响规律。主要研究内容如下:第一章介绍了课题研究背景及意义,对湿式离合器的结构、工作原理和摩擦副热失效形式及影响因素做了简要介绍,阐述了湿式离合器国内外研究现状,最后基于研究的不足之处,提出本课题的主要研究内容和具体技术路线。第二章研究了摩擦副滑摩过程中的相关理论,分别介绍了热传递基本理论、热弹性力学基本理论以及热流固耦合基本理论。第三章分析了摩擦副滑摩过程中的生热机理及传热机理,建立了湿式离合器摩擦副热失稳分析模型,确定模型的初始条件及边界条件,为后续分析摩擦副的热失效机理及影响因素提供基础。第四章分别研究了对偶钢片局部热点、高温热带、翘曲变形失效机理和摩擦片热磨损失效机理。对模型进行简化验证,基于简化模型,分析摩擦副工况参数、材料参数和结构参数对摩擦副热失效的影响规律。第五章分析了影响摩擦副热失效的最主要因素,并对不同滑差转速和不同对偶钢片导热系数下,摩擦副热失效对其力学响应的影响规律进行分析。第六章总结了全文的主要研究成果,提出了后续研究的工作展望。

关键词： 离合踏板   离合器   不回位   半坡起步  

摘要： 某款自主开发手动SUV车型，1挡发动机4000r/min大油门进行30%满载半坡起步，缓慢松抬离合踏板后半段过程中，偶发出现离合踏板回位不畅或不回位故障，频率低但风险高，严重影响车辆爬坡起步性能以及驾驶员安全。通过系统分析表明，踏板助力弹簧拐点越靠后，踏板回位力越大；发动机转速越高，离心力影响越大，踏板回位力越小；离合器部件形状公差越大，高转速、大负载的滑磨情况下，踏板回位力越小。最后通过实车验证后移踏板助力弹簧拐点方案，问题消除。

关键词： 同步器   机械式自动变速器   机构特性   模式切换控制   机构优化  

摘要： 无离合器机械式自动变速器是目前纯电动汽车多挡传动总成的优先选择,同步器则是其关键部件。但现有同步器仍为燃油汽车手动变速器所普遍采用的惯性锁环式同步器,其在纯电动汽车上存在着换挡冲击大的结构缺陷,尤其不适用于无离合器的纯电动汽车。为了使换挡过程快速平稳,本文针对无离合器纯电动汽车同步器所涉及的一些问题进行了相关研究,设计了一种压力可控摩擦环式同步器,力图提升纯电动汽车换挡性能。本文的主要研究内容如下:(1)介绍现有的惯性锁环式同步器,对其进行ADAMS运动模型建立并与MATLAB/Simulink联合仿真,对仿真结果进行机构特性分析以及运用冲击转矩、滑摩功、PV值等相应评价指标进行品质评价和验证换挡仿真的合理性。通过仿真和试验得出惯性锁环式同步器不可避免的缺点。(2)提出压力可控摩擦环式同步器,对其进行详细介绍并提出其简单的换挡控制策略,分析了该同步器的机构特性和优点。根据压力可控摩擦环式同步器的工作机理,建立动力学方程作为理论支撑。(3)对压力可控摩擦环式同步器搭建仿真模型,对其进行仿真验证并对仿真结果进行分析,通过换挡过程中输入输出转速曲轴线和接合套位移曲线分析压力可控摩擦环式同步器的换挡机理。根据评价标准对其进行评价,最终将仿真结果与惯性锁环式同步器的仿真结果进行对比,并进行台架试验验证两者的机构特性。(4)对压力可控摩擦环式同步器的结构进行优化,优化接合套的齿形和进齿圆弧,并根据理论数学公式得出进齿速度和进齿圆弧的关系,确定接合套齿的角度和圆弧。对优化完的结构进行极限抗压强度和寿命的仿真验证,运用模糊PID控制进行换挡仿真并与惯性锁环式同步器换挡仿真进行对比以突出压力可控摩擦环式同步器的优势以及优化后的效果。本文开展的新型同步器研究具有重要的意义,为将作为无离合AMT一部分的新型同步器应用于纯电动汽车上奠定了基础,具体广阔的前景。

关键词： DCT   湿式离合器   温升特性   摩擦特性   拖曳转矩  

摘要： 双离合自动变速器(Dual Clutch Transmission,DCT)具有动力响应快、传动效率高、生产继承性好、与电动汽车动力系统适配性强等优点,其市场占有率逐年提升。但DCT产品在动态服役过程中仍存在着诸多问题,特别是DCT车辆的起步和换挡性能会随着服役时间的增加而下降。湿式离合器作为DCT的关键零部件之一,其基础特性对DCT车辆的起步和换挡性能具有重要影响。湿式离合器的温升过高不仅会造成整车动力中断和离合器的烧蚀,亦会影响湿式离合器摩擦系数的变化。摩擦系数变化规律的认识不清会使得DCT车辆在起步和换挡过程中的离合器传递转矩控制不稳,易导致起步冲击和换挡顿挫等。此外,随着DCT车辆服役时间的增加,湿式离合器的摩擦特性将会发生改变,加剧了DCT车辆在起步和换挡过程中离合器传递转矩的控制不稳定性。另外,湿式离合器拖曳转矩的变化也会引起整车驱动转矩的变化,从而影响DCT车辆的起步和换挡性能。针对上述问题,目前已有大量关于湿式离合器温升特性、摩擦特性和拖曳转矩的研究。然而,目前研究仍存在以下重要科学问题需要解决:提出综合考虑摩擦副接触应力场非均匀分布、摩擦片沟槽内冷却流场时变特性、摩擦系数变化的温度场耦合计算模型;揭示湿式离合器摩擦特性和拖曳转矩随服役时间的变化规律和变化机理。为此,本文依托于国家自然科学基金―中国汽车产业创新发展联合基金重点项目:考虑动态服役性能和驾驶行为及行驶环境的DCT智能控制与评价方法,采用理论与试验相结合的方法,研究了对DCT动态服役性能具有重要影响的湿式离合器温升特性、摩擦特性及其随服役时间的变化规律、拖曳转矩及其随服役时间的变化规律。本论文的主要研究内容如下:(1)为了揭示湿式离合器温度场在接合过程中的分布特性和变化规律,考虑了摩擦副接触应力场的非均匀分布,建立了摩擦副接触应力场有限元模型;针对摩擦片沟槽内冷却流场的时变特性,建立了冷却流场数值计算模型;在此基础上,综合考虑摩擦副接触应力场的非均匀特性、摩擦片沟槽内冷却流场的时变特性、摩擦系数与摩擦面温度的相互影响,提出了湿式离合器在接合过程中的温度场耦合计算模型,并进行了试验验证;理论和试验研究了摩擦副接触应力场、冷却流场以及不同的离合器接合条件对湿式离合器温度场的影响规律。(2)为了获取湿式离合器摩擦系数的变化规律和数值计算模型,试验研究了摩擦副接合压力、润滑油温度、摩擦面间的润滑油流量、摩擦面温度、离合器主动端转速与从动端转速等因素对摩擦系数的影响规律;在研究不同因素对湿式离合器摩擦系数影响规律的基础上,考虑摩擦副接合压力和离合器主/从端相对转速差对摩擦面温度的影响,提出了以摩擦副接合压力、润滑油温度、摩擦面温度和离合器主/从端相对转速差为自变量的湿式离合器摩擦系数数值计算模型,并通过试验验证了模型的正确性。(3)为了探明湿式离合器摩擦特性随服役时间的变化规律,试验研究了湿式离合器的服役里程数和润滑油的服役时间对摩擦特性的影响规律,以及摩擦副接合压力、润滑油温度、离合器主/从端相对转速差、摩擦面温度对湿式离合器摩擦特性随服役时间变化规律的影响;基于对湿式离合器摩擦特性随服役时间变化规律的研究和对不同服役里程数摩擦片的三维轮廓分析,揭示了湿式离合器服役里程数对摩擦特性的影响规律;在此基础上,提出了考虑湿式离合器服役里程数影响的摩擦特性理论分析模型。(4)为了获得湿式离合器拖曳转矩及其随服役时间的变化规律,试验研究了摩擦面间的润滑油温度、摩擦面间的润滑油流量、离合器主动端转速、离合器服役里程数以及润滑油服役时间对拖曳转矩的影响规律;基于对不同服役里程数摩擦片的三维轮廓形貌分析,揭示了拖曳转矩随湿式离合器服役里程数的变化规律;在此基础上,考虑离合器主动端转速和离合器服役里程数对摩擦面间润滑油覆盖区域的影响,提出了湿式离合器拖曳转矩随服役里程数变化的理论分析模型。上述研究工作所得结果可为DCT湿式离合器传递转矩的精确控制提供依据,从而为DCT车辆长期保持良好的起步/换挡性能奠定基础。