Numerical and finite element contact temperature analysis of friction material’s type effect on a thermal transient behavior of a single-disc dry clutch

The sliding period is considered a critical period in the lifetime of friction clutches, because most failures occur during this period. High temperatures due to sliding velocity will appear on the contacting surfaces of the friction clutch system (e.g., in single -disc clutch are pressure plate, clutch discs and flywheel). The finite element technique has been developed to investigate the effect of the type of friction material (material properties) on the transient thermoelastic behaviour of a single-disc dry clutch. Two types of friction materials are used in this work: organic and sintered friction materials. Axisymmetric models are developed to simulate a friction clutch system (single disc with two effective sides). The results represent the comparisons between organic and sintered friction discs, behaviours during slipping periods in clutches.

Stan poślizgu tarciowego ze względu na występowanie największej ilości uszkodzeń jest krytycznym stanem pracy sprzęgieł tarciowych. Wysoka temperatura pracy występująca na powierzchniach trących elementów sprzęgieł spowodowana jest poślizgiem (np. w sprzęgłach jednotarczowych na klockach, tarczach i kole zamachowym). Metoda elementów skończonych została wykorzystana do zbadania wpływu rodzaju materiału (właściwości materiału) na zagadnienie termosprężystości w suchych sprzęgłach tarciowych. W pracy wykorzystano dwa rodzaje materiałów tarciowych: organiczny i spiekany. Opracowano osiowosymetryczne modele symulujące sprzęgło tarciowe (pojedyncza tarcza z dwoma okładzinami). Wynikiem pracy jest porównanie cyklów poślizgu pomiędzy dyskami wykonanymi z materiału organicznego oraz spiekanego.