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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明公开了离合器热机耦合失效预警方法及装置，包括以下步骤：S1：采集离合器接合过程的转速和摩擦转矩；S2：计算对偶钢片单花键齿所传递的转矩；S3：计算对偶钢片的温度场；S4：计算对偶钢片机械失效阈值；S5：计算对偶钢片热失效阈值；S6：评估对偶钢片失效特征；S7：评估铜基摩擦片磨损特征；S8：基于评估的对偶钢片失效特征，获得失效预警提示；S9：基于评估的铜基摩擦片磨损特征，获得温度报警方案。本发明可以及时发现离合器所处的承载和受热状态，评估其失效特征，预警方法简单有效，预警装置操作方便，可以实现对离合器的保护。

主权项：1.离合器热机耦合失效预警方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：采集离合器接合过程的转速和摩擦转矩；S2：基于所述离合器接合过程的摩擦转矩，计算对偶钢片单花键齿所传递的转矩；S3：基于所述离合器接合过程的转速，计算对偶钢片的温度场，其中，所述对偶钢片的温度场包括：对偶钢片径向方向最大温差和对偶钢片径向方向最大温度；S4：基于对偶钢片的结构参数，计算对偶钢片机械失效阈值；S5：基于对偶钢片的结构参数，计算对偶钢片热失效阈值；S6：基于所述对偶钢片机械失效阈值、所述对偶钢片热失效阈值以及所述对偶钢片单花键齿所传递的转矩，评估对偶钢片失效特征；S7：基于所述对偶钢片的温度场，评估铜基摩擦片磨损特征；S8：基于评估的对偶钢片失效特征，获得失效预警提示；S9：基于评估的铜基摩擦片磨损特征，获得温度报警方案；所述S2中，计算对偶钢片单花键齿所传递的转矩的方法包括： 其中，Mt为接合过程中转矩的变化，z为摩擦副数，c为对偶钢片花键齿数；提取Mjt中的最大值，得到Mj,max＝maxMjt；所述S3中，计算对偶钢片的温度场的相关参数包括了转速nt，活塞压力为pc，润滑流量为L，摩擦元件的内、外环半径分别为ri、ro，环境温度为Tc，得到对偶钢片在t时刻坐标r,θ的温度Tr,θ,t，r和θ分别为径向和周向坐标；提取tc时刻，周向角度为0°的对偶钢片径向温度变化Tr,0°,tc，此时温度三维坐标简化为一维，得到对偶钢片径向方向最大温差和最大温度分别为ΔTs和Tsmax；所述S4中，计算对偶钢片机械失效阈值的方法包括：计算对偶钢片上的单花键齿发生机械屈曲的临界阻力矩Mm即为机械失效阈值，为对偶钢片厚度h的函数，写为Mmh： 式中，B2是花键齿抗弯刚度，b是花键齿宽度，h是对偶钢片厚度，E表示弹性模量；C2是花键齿扭转刚度，G表示剪切模量；ξ是变形系数；Rs是对偶钢片的节圆半径，a表示载荷点在质心垂直上方的距离；所述S5中，计算对偶钢片热失效阈值的方法包括：①计算对偶钢片发生热翘曲的临界弯矩为 式中，m是翘曲模态，m＝0,1,2……；B1是抗弯刚度，C1是对偶钢片抗扭刚度,w和h分别是对偶钢片的宽度和厚度；②将对偶钢片的径向温升等效为线性变化，用函数表示为： 式中，ΔT为径向温差函数，是对偶钢片厚度h的函数；③将公式4代入下式，得到周向热应力σθr与ΔT的关系 式中，σθr为对偶钢片的平面内的周向热应力，α表示热膨胀系数；④将公式3带入平面内弯矩Ms公式，使平面内弯矩Ms等于热失效临界弯矩， 即可求解得到翘曲模态m和对偶钢片厚度h条件下，对偶钢片的热失效临界温差ΔT即为对偶钢片热失效阈值，为对偶钢片厚度h的函数，写为ΔTh。

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