[发明专利]一种湿式离合器三维热性能仿真方法

说明书

本发明涉及一种湿式离合器三维热性能仿真方法，该方法通过应用结构力学仿真软件计算湿式离合器在真实受力状态下摩擦片和对偶钢片的摩擦产热，应用CFD仿真软件计算湿式离合器摩擦片和对偶钢片表面与流体间的对流换热系数，结构力学仿真软件与CFD仿真软件相互配合，基于相同的求解时间步长，摩擦产热与温度、温度与对流换热系数仿真计算结果实时交互，实现湿式离合器热‑流‑固耦合三维热性能仿真；本方法考虑全面，与湿式离合器真实工作状态完全一致，仿真精度非常高，能够在湿式离合器设计早期进行湿式离合器三维热性能分析评价，支持湿式离合器设计优化迭代，能够有效降低湿式离合器热失效风险，有益于缩短产品热失效问题解决周期，减少开发成本。

技术领域

本发明涉及汽车仿真技术领域，具体涉及一种湿式离合器三维热性能仿真方法。

背景技术

湿式离合器是自动变速器实现传扭及挡位切换的核心部件，在四驱分动器、限滑差速器等产品中也有广泛应用。随着混动、电动化进程的不断推进，其应用已扩展至混合动力专用变速器、电驱多挡减速器中，用以实现多动力源耦合与无动力中断换挡。

在湿式离合器热仿真技术出现前，试验是湿式离合器热性能评价的唯一手段，发现热失效问题时已处于开发的中后期，且此方法无法准确定位热失效问题点，往往需要多轮优化验证才能解决热失效问题，容易造成开发拖期及资源浪费，更重要的是此方法并非正向设计手段，后续开发中依然难以避免热失效问题复现。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中发现热失效问题时已处于开发的中后期，且无法准确定位热失效问题点，需要多轮优化验证才能解决热失效问题的缺陷，从而提供一种湿式离合器三维热性能仿真方法。

一种湿式离合器三维热性能仿真方法，所述方法通过应用结构力学仿真软件计算湿式离合器在真实受力状态下摩擦片和对偶钢片的摩擦产热，应用CFD仿真软件计算湿式离合器摩擦片和对偶钢片表面与流体间的对流换热系数，结构力学仿真软件与CFD仿真软件相互配合，基于相同的求解时间步长，摩擦产热与温度、温度与对流换热系数仿真计算结果实时交互，实现湿式离合器热-流-固耦合三维热性能仿真；

所述湿式离合器三维热性能仿真方法包括湿式离合器摩擦产热仿真计算、湿式离合器对流换热系数仿真计算和湿式离合器三维热性能仿真计算；

所述湿式离合器摩擦产热仿真计算包括以下步骤：

步骤一：湿式离合器内部零件网格划分；

步骤二：根据网格划分进行湿式离合器内部零件材料属性定义、湿式离合器内部零件接触属性设置和湿式离合器载荷添加；

步骤三：根据所述步骤二中的材料属性定义、接触属性设置和载荷添加进行湿式离合器摩擦产热仿真求解设置，并输出产热分布；

所述湿式离合器对流换热系数仿真计算包括以下步骤：

步骤一：湿式离合器几何模型前处理；

步骤二：根据处理结果进行湿式离合器流体网格划分；

步骤三：根据网格划分进行湿式离合器物理模型设置和湿式离合器流体仿真边界条件设置；

步骤四：根据所述步骤三中设置的物理模型和仿真边界条件进行湿式离合器流场仿真求解设置，并输出传热分布；

所述湿式离合器三维温度场仿真计算过程为：将湿式离合器摩擦产热仿真计算和湿式离合器对流换热系数仿真计算的每一迭代步输出的产热分布与传热分布结果作为湿式离合器三维温度场仿真计算的边界条件输入，仿真计算得到的湿式离合器三维温度场结果反馈给湿式离合器摩擦产热仿真计算和湿式离合器对流换热系数仿真计算作为下一步仿真计算的初始边界条件，以上过程每一迭代步循环一次，直至湿式离合器温度达到稳态平衡或达到总仿真时间结束。