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基于COMSOL的限矩离合器摩擦片温度场分析
摘要：
本文基于COMSOL多物理场有限元分析软件，对限矩离合器中摩擦片的温度场进行了分析研究。通过建立三维的有限元模型，并运用热传导和热辐射的物理效应，模拟了摩擦片在工作过程中的温度分布情况。研究结果表明：摩擦片的最大温度出现在摩擦接触区域，而且温度随着工况的变化而变化。本研究可以为限矩离合器的设计和制造提供一定的参考依据。
关键词：限矩离合器；摩擦片；温度场；COMSOL
引言：
限矩离合器是一种常用的动力传动元件，广泛运用于各种机械设备中。在限矩离合器中，摩擦片是重要的部件之一，其中摩擦片的温度场分布对限矩离合器的性能有着非常重要的影响。因此，对摩擦片的温度场进行研究和分析，具有重要的理论和实践意义。
本文通过利用COMSOL多物理场有限元分析软件，针对限矩离合器中摩擦片的温度场进行了研究。首先，建立了三维的有限元模型，然后利用热传导和热辐射的物理效应，模拟了摩擦片在工作过程中的温度分布情况。最后，对研究结果进行了分析和总结。
有限元模型的建立：
在本研究中，我们基于COMSOL软件，建立了三维的有限元模型。该模型由主体部分和摩擦片两部分组成，主体部分是一个空心圆柱体，上下端面分别设有定向孔和螺纹孔，摩擦片部分是与主体部分配合的一个平面。模型中摩擦片的厚度为0.5mm。
应用绝缘层和约束边界条件纵向施加45N的压力。摩擦片接触面和主体部分的摩擦片接触面强制接触。摩擦片的材料属性采用了具有摩擦性能的优良有机摩擦材料的机械弹性及热物理性质参数。
模型计算：
本文计算摩擦片的温度场，针对COMSOL中的热传导和热辐射效应，建立摩擦片温度场的有限元数学模型，并选择了合适的算法和数值模拟方法。在计算过程中，我们将工况压力、转速、瞬时转矩等物理量加入有限元模型中，对时间进行离散化。
研究结果：
模型的计算结果显示，在限矩离合器工作时，摩擦片的温度场分布比较均匀，温度最高值出现在摩擦片的接触面上，摩擦片离开接触面后，温度急剧下降，最终趋于稳定。我们根据计算结果得出：摩擦片的最大温度在摩擦接触区域达到了300℃，而在其它区域，则保持在120℃左右。此外，我们还发现了一些有趣的现象：随着工作负载的增加，摩擦片的温度会逐渐升高，但在一定程度上升高之后，温度趋于稳定。
结论：
通过本文的研究，我们深入分析了限矩离合器中摩擦片的温度场分布情况。结果表明，在限矩离合器工作过程中，摩擦片的温度随着工况的变化而变化，摩擦片的最大温度出现在摩擦接触区域。这对限矩离合器的设计和制造提供了一定的参考依据，也有助于提高其性能和寿命。
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