0 引言

液黏传动是20世纪中期发展起来的一种流体传动形式，它基于牛顿内摩擦定律，利用液体的黏性或油膜的剪切力进行变速传动。因其具有良好的节能效果和软启动性能，在带式输送机、水泵、风机等大能耗机械设备的运行调速和软启动方面得到了广泛应用。随着液黏离合器运行工况的不同，摩擦副有着不同的摩擦润滑形式，当摩擦表面的一部分被油膜隔开，另一部分发生部分微凸体间的接触时，摩擦副进入混合摩擦工况，主、被动片之间的摩擦产生大量热量导致摩擦副温度快速上升，在机械约束下，摩擦副受热后膨胀受限而产生热应力，在热应力和机械外力的共同作用下摩擦副会产生热弹塑性变形，从而影响液黏调速性能。

3)丽水白云山森林公园风速日变化,山顶风速最大(地势空旷),实验林场最小(树木茂密),风速随高度先减小后增大,高海拔地区夜间风速大于白天,低海拔地区白天风速大于夜间。风速年变化,高海拔地区3—8月风速相对较大,2月和9月较小,风速随海拔递增率较大;低海拔地区风速受下垫面影响波动变化为主,随海拔递减率较小。显著性检验结果表明,白云山森林公园的平均风速对气温和降水的影响均较大,尤其是降水。

国内外诸多学者对此进行了有益研究。蔡丹等[1]研究了离合器摩擦片表面载荷分布对其翘曲变形的影响规律，根据台架试验确定了不同载荷分布与翘曲变形形式之间的关系。Tien-Chen Jen等[2]采用分离变量法建立数学模型，对摩擦副结合过程中的温升及温度场分布进行了数值模拟，并与实验结果进行了对比分析。魏建华等[3]建立了摩擦副热传导模型，考虑油膜与摩擦副间的对流换热，对混合摩擦阶段液体黏性传动装置的热负荷进行了理论分析计算，分析了导致对偶片发生翘曲变形的主要原因。谢方伟等[4]忽略润滑油的影响，对摩擦副对偶片在混合摩擦阶段的温度场和应力场进行了有限元分析。林腾蛟等[5]建立了多对摩擦副的热弹接触有限元分析模型，对湿式多片摩擦离合器接排过程进行了瞬态热机耦合分析。杨为等[6]从摩擦热流生成和分配模型等方面提出了对偶片热机耦合分析方法，揭示了对偶片热失效机理。孙冬野等[7]建立了摩擦副热力耦合模型和对流换热系数模型，数值模拟了对偶片的热弹性失稳现象。崔建中等[8]建立了摩擦副的热-结构数学模型，采用有限元法对液黏离合器软启动时摩擦副的热-结构耦合过程进行了计算。杨勇强等[9]采用摩擦功率法对湿式离合器接合过程的热流密度进行了计算并对摩擦片的温度场和应力场耦合情况进行了分析。这些学者对摩擦副进行了大量研究，但较少考虑材料的热物理特性差异对热流分配的影响，边界条件中忽略了摩擦片沟槽的影响。

本文中我们考虑对流换热对摩擦副温度场的影响，采用间接耦合的方法对摩擦片在混合摩擦过程的温度场和应力场进行耦合分析，获得摩擦片的温度影响规律，对摩擦副的设计具有一定的指导价值。

1 摩擦片计算模型

1.1 热传导模型

在对摩擦片进行温度场分析时，假设摩擦副材料各向同性，材料热物理参数不随温度而改变，系统无内热源，辐射散热忽略不计。基于能量守恒定律和傅里叶定律，在柱坐标系下建立摩擦副的非稳态导热微分方程

 

(1)

式中，Ti、ρi、ci、ki分别表示材料的温度、密度、比热容和导热系数(其中， i=s、f、c，分别表示对偶片、摩擦片衬片、摩擦片基片)。

1.2 热流密度模型

vt=ω(t)re

q(r，t)=μP(t)rω(t)

(2)

为了便于有限元分析，建模时忽略花键齿，将摩擦片的内花键简化为圆环，且取摩擦片一半厚度，如图2(a)所示。根据摩擦片的结构特点，采用六面体实体单元对其进行网格划分，图2(b)是摩擦片的三维网格划分结果，其中单元总数为30 974个，节点总数为36 264个。

骨水泥渗漏组与非渗漏组比较见表3。两组患者骨折类型、骨水泥注入量及手术操作部位比较差异有统计学意义（P＜0.05）；而术前年龄、病程、Cobb角及手术入路比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

  

图1 液黏离合器启动曲线(Harrision曲线)

（2）对购置崭新的汽车货车等固定资产应该想到最节税的办法方案去执行。在营业税改增值税的方案落实之后，购入机器设备等固定资产的进项税额是可以开始扣除掉的，因此物流公司应该努力想方设法去研究应该在哪个时间点上去购置新的固定资产，以何种方式去购置，购置哪种金额的设备，该设备的预计使用年限及耗损率等等，才能以最优的方式去节税少税。

 

(3)

则分配到摩擦衬片的热流密度为

 

(4)

1.3 边界条件

液黏离合器依靠摩擦副间隙内的油膜剪切力实现动力传递，在工作过程中摩擦副与工作介质油直接接触，其间存在热量交换。根据传热学原理，换热程度与介质的热物理参数、介质的流态、换热边界的几何形状等因素有关。本工作介质油采用8号液力传动油，其相关热物理参数如表1所示。

 

表1 8号液力传动油的热物理参数(25 ℃)

  

ρp/(kg/m3)λp/(W/(m·℃))cp/(J/(kg·℃))υp/(m2/s)8520.1382 13130×10-6

1.3.1 沟槽对流换热模型

将摩擦片上的径向矩形沟槽等效为圆形管道，当量直径为

 

(5)

式中，Se为矩形沟槽截面面积；Ac为矩形沟槽截面周长。

在液黏离合器工作过程中，摩擦片沟槽内工作介质油在离心力的作用下沿径向被甩出，则工作介质油在沟槽内流动的径向平均速度为

 

(6)

式中，ω(t)为摩擦片的旋转角速度；re为摩擦片的等效半径，由计算得到， ri、ro分别为摩擦片的内、外半径；lr为摩擦片上径向沟槽的特征长度，lr=ro-ri。

沟槽内工作介质油的平均切向速度为

苏长河跌跌撞撞地出去，开了门，一把抓住苏石，激动地摸着他的脸，似乎在确认他是不是苏石？苏石第一次碰到这种事，觉得父亲好生奇怪，难道还有谁要冒充他不成？“石头，真的是你回来了。”苏长河从儿子手上抢过大包小包，苏石不让，苏长河坚持要拎，苏石就匀了一大一小两只包给他，自己也拎了一大一小两只包。父子俩一起进屋来。苏长河问他晚饭还没有吃吧？苏石说还没呢。苏长河就叫柳红，柳红柳红，快出来做饭，石头到现在还饿着呢。

3.2 本研究的结果证实了在衰老大鼠模型中，心肌细胞自噬活性下降，凋亡指数增高，经竹节参总皂苷干预后，凋亡指数明显下降，上调 Bcl-2蛋白，LC3Ⅱ/LC3Ⅰ和 Beclin1表达量，下调凋亡相关蛋白Bax、Caspase3、Caspase9和p62表达量。因此我们得出结论：竹节参总皂苷对自然衰老大鼠心脏具有较好的保护作用，其机制可能是通过激活自噬过程，抑制心肌细胞凋亡，本研究为进一步阐明竹节参总皂苷延缓衰老作用提供实验室基础。

液黏传动离合器摩擦副在结合过程中，对偶片和摩擦片表面相对滑动生成的摩擦热与摩擦因数、摩擦副相对滑动角速度和半径有关，摩擦副热流密度可表示为

(7)

沟槽内工作介质油的总速度为

 

(8)

现在让我们将目光转向现象之“物”。形上之“物”在开出天然现象之“物”的过程中，使天然现象之“物”具有“德”。《五十一章》曰：“道生之，德畜之，物形之，势成之……故道生之，德畜之：长之、育之、亭之、毒之、养之、覆之。”罗安宪说：“老子之所谓‘德’，其实就是后代之所谓‘性’。德者，得于道者也。”对于天地、万物而言，“道”是外在的，但同时，“道”以“德”的形式内贯于天地、万物，天地、万物便以“德”体现着“道”。“德”是天地、万物的本性，而“德畜”就是本性的发动。天地、万物因不同的“德”呈现出不同的形态，具有了不同的质料，并在形势、环境之下不断展开自身。

摩擦片上长度为lr的径向沟槽内工作介质油与摩擦片的强制对流换热系数为

 

(9)

式中，ηf、ηw分别为工作介质油在平均温度下和壁面温度下的动力黏度，这里取ηf/ηw=1；Pr和Re分别为工作介质油的普朗特数和雷诺数。

1.3.2 摩擦副内、外端面的对流换热模型

摩擦副内、外端面与工作介质油的对流换热可简化成外掠圆柱体的强制对流换热，临界雷诺数为1.5×105，对偶片和摩擦片内外端面与工作介质油的对流换热系数为

液黏离合器启动曲线采用Harrision曲线(图1)，启动时间为80 s，当液黏离合器主被动片间的相对转速为30～50 r/min时，摩擦副进入混合摩擦工况。图1中，转速为1 470 r/min(即转速差为30 r/min)时，对应的时间为72 s，由此可知混合摩擦持续时间为8 s，混合摩擦阶段摩擦副间控制压力变化范围为0.8～1.2 MPa，计算时压力取其变化的平均值1 MPa，并且假设相对转速随时间线性变化。

 

(10)

式中，分别为摩擦片和对偶片的外半径和内半径，d(o，i)分别为摩擦片和对偶片的外径和内径；C、n为常数，根据雷诺数的计算结果，本文中C、n分别取0.026 6和0.805。

2 摩擦片模型的建立及相关参数

  

图2 摩擦片模型

式中，μ为摩擦副间的摩擦因数，对于铜基摩擦衬片材料，μ取值0.1；P(t)为摩擦副表面上沿径向的压力分布；r为摩擦副任意位置的半径；ω(t)为对偶片和摩擦片的相对转速。

分析计算时摩擦片的模型尺寸和热物理参数如表2、表3所示。

 

表2 摩擦片几何模型尺寸

  

几何参数名称数值/m几何参数名称数值/m摩擦片基片厚度0.002摩擦衬片内径0.26摩擦片基片内径0.24摩擦衬片外径0.36摩擦片基片外径0.36沟槽深度0.000 8摩擦衬片厚度0.001沟槽宽度0.006

 

表3 摩擦片材料参数

  

材料导热系数/(W/(m·℃))比热/(J/(kg·℃))密度/(kg/m3)弹性模量/MPa热膨胀系数/(1/℃)屈服强度/MPa泊松比45钢534907 85020610.6×10-63550.3铜基106005 00010016.8×10-62000.27

3 计算结果与分析

3.1 沟槽宽度对摩擦片温度场的影响

图3和图4分别是不同沟槽宽度的摩擦片表面温度云图和表面最高温度随沟槽宽度的变化曲线。由图4可知，在相同工况下，混合摩擦结束后，5种沟槽宽度摩擦片表面最高温度随着沟槽宽度的增加，摩擦片表面温度呈现出降低的趋势。因此，从减小摩擦片温升角度考虑，增加衬片上沟槽宽度是有益的，但随着沟槽宽度的增加，摩擦片能用于传递转矩的有效面积将会减小，摩擦副传递转矩的能力也会相应减弱，因此增加衬片上沟槽的宽度对传递转矩存在不利影响。由于液黏调速离合器摩擦副的主要作用是传递黏矩，实现动力的传递，所以在进行摩擦副设计时，应该在保证摩擦副转矩容量满足工况要求的前提下，尽量选用沟槽宽度较大的摩擦衬片。

由于摩擦副之间的不连续油膜极薄，因此，理论分析时可忽略工作油吸收的热量，认为摩擦接触面所产生的热量全部传递给对偶片和摩擦片。由此涉及到热流分配系数K，根据文献[10]可知，热流分配系数与材料密度、比热容和导热系数有关，可表示为

3.2 沟槽深度对摩擦片温度场的影响

图5和图6分别是不同沟槽深度的摩擦片表面温度云图和表面最高温度随沟槽深度的变化曲线。图6显示混合摩擦结束后，5种不同沟槽深度摩擦片表面的最高温度，说明摩擦片温度随着沟槽深度的增加先降低后升高。这是因为随着沟槽深度的增加，摩擦片与工作介质油的对流换热程度得到加强，但是当沟槽深度增加到一定程度时，沟槽内工作介质油的流态将会发生变化，由最初的层流状态向紊流状态转变，沟槽内工作介质油的流通效果因受到挤压和剪切作用而变差，导致摩擦片与工作介质油间的对流换热强度减弱，工作介质油对摩擦片的冷却作用减弱。

扶助学校和基地村活动。为践行“一带一路”目标，把“共建共享”落到实处，几年来保加利亚公司每年都应基地所在村政府的请求，为基地所在村或学校组织的活动提供经济资助，形成了中保两国人民共建企业，企业支持当地政府工作和学校发展的良好环境。

  

图3 不同沟槽宽度摩擦片表面温度云图

  

图4 摩擦片表面最高温度随沟槽宽度变化曲线

3.3 摩擦片应力场分析

图7是混合摩擦结束后铜基摩擦片的等效应力云图，从图中可以看出，摩擦片等效应力分布规律与其温度场分布规律相似，在摩擦衬片表面形成了数值较大的应力中心，应力值为正，说明摩擦衬片受拉应力作用，过大的表面拉应力容易导致摩擦衬片撕裂、摩擦材料剥离，影响摩擦片传递转矩的能力。

图8是摩擦片沟槽区和摩擦接触区等效应力沿半径的分布曲线，从数值上看，沟槽区的等效应力远小于摩擦接触区的等效应力，沟槽区和摩擦接触区的等效应力都是随半径的增大先升高后降低，但最大等效应力出现的位置有所不同，这说明沟槽不仅影响摩擦片温度场的分布，也影响摩擦片应力场的分布。

  

图5 不同沟槽深度摩擦片表面温度云图

  

图6 摩擦片表面最高温度随沟槽深度变化曲线

  

图7 摩擦片等效应力云图

  

图8 摩擦片等效应力随半径变化曲线

4 结论

(1)由于径向沟槽内工作介质油对摩擦片的冷却作用，沟槽区温度远低于摩擦接触区温度，在每个接触区域的中心形成了温度较高的热斑，摩擦片的摩擦接触区温度中间高两侧低，沟槽区温度中间低两侧高。

其次，在诚信考核具体工作方面，不仅要针对项目自立项开始的各项工作开展与经费使用情况进行跟踪考核，同时对于项目申请人也要进行更为全面细致的诚信考核与档案建设，对于存在明显违规违纪甚至违法行为的立项人，不仅应当及时终止当前所参与或负责的科研活动，对其酌情进行经济上以及职务上的处罚，同时要进行档案记录，并作为以后科研项目审批工作的重要参考，对于存在严重违法违规情节的，还应给予终身不得申请科研立项的决定，以系统强化高校科研经费管理。

(2)在混合摩擦工况下，摩擦片温度随着沟槽宽度的增加而降低，摩擦片温度随着沟槽深度的增加先降低后升高，这是由于沟槽深度的变化会导致沟槽内工作介质油的流态发生变化，工作介质油与摩擦片间的对流换热强度发生变化，从而影响工作介质油对摩擦片的冷却作用和摩擦片的散热效果。

病例分析考站：考生现场根据病例的特点，模拟“医患”沟通和治疗模式，考生通过与“患者”交流，进行病史采集，完成针对性评定，依据结果制定相应治疗目标和计划，并对“患者”实施相应的治疗手段，“患者”现场反馈意见，考生对“患者”的意见加以分析、及时调整治疗方案，做到以评定与治疗的有效结合作为基础，并真正运用到病例中，考生既需要与“患者”的沟通，也在操作中解释相关内容，尽量做到有理有据。

3.4.1 促进实践环节建设 根据竞赛项目，排出训练日程表，通过开放实训室，安排指导教师辅导，使教学中心向“实践能力培养”转移，加强学生实践环节训练，促进实践技能提升，缩短了学校学习与岗位实际运用的距离。

(3)由于受沟槽的影响，摩擦片表面等效应力分布规律有别于温度场分布规律，在摩擦接触区出现应力中心，沟槽区和接触区的等效应力都是随半径的增大先升高后降低。

参考文献

[1] 蔡丹， 魏宸官， 宋文悦. 湿式摩擦离合器片翘曲变形研究[J]. 北京理工大学学报， 2000， 20(4):449-451.

[2] JEN T C， NEMECEK D J. Thermal analysis of a wet-disk clutch subjected to a constant energy engagement[J]. International Journal of Heat & Mass Transfer， 2008， 51(7/8):1757-1769.

[3] 魏建华， 陈宁， 李福尚， 等. 液体粘性调速离合器摩擦片变形失效研究[J]. 热力发电， 2003， 32(12):71-74.

[4] 谢方伟， 侯友夫. 液体黏性传动装置摩擦副瞬态热应力耦合[J]. 中南大学学报(自然科学版)， 2010， 41(6):2201-2206.

[5] 林腾蛟， 李润方， 杨成云， 等. 湿式摩擦离合器瞬态热传导过程数值仿真[J]. 机械科学与技术， 2003， 22(1):39-41.

[6] 杨为， 陆国栋， 吕和生， 等. 湿式多片摩擦离合器对偶钢片热-机耦合分析[J]. 重庆大学学报(自然科学版)， 2011， 34(9):26-32.

[7] 孙冬野， 胡丰宾， 邓涛， 等. 湿式多片离合器翘曲特性模拟与试验[J]. 重庆大学学报(自然科学版)， 2010， 33(5):1-6.

[8] 崔建中， 王存堂， 谢方伟， 等. 液黏调速离合器摩擦副热-结构耦合分析[J]. 工程机械， 2015， 46(7):1-8.

[9] 杨勇强， 李小莹， 曹博涛， 等. 湿式摩擦离合器摩擦片的热力耦合分析[J]. 机械传动， 2016(1):153-156.

[10] LI J， BARBER J R. Solution of transientthermoelastic contact problems by the fast speed expansion method[J]. Wear， 2008， 265(3/4):402-410.