The effect of constraint conditions on the contact pressure distribution of multi-disc friction clutches

High thermal stresses generated between the contact surfaces in a clutch system, e.g., multi-disc friction clutch (back plate, clutch discs, separators, and piston), due to the friction heat generated during the slipping period are considered to be one of the main reasons for friction clutch failure. The finite element method has been used to study the contact pressure distribution of a multi-disc clutch (working in dry conditions) when all parts are closing together and the clutch system starts to engage. The augmented Lagrange algorithm is used to obtain the contact pressure distribution of the friction surfaces under different restriction conditions. Analysis has been completed using the developed axisymmetric model that is used to simulate the multi-disc clutch system.

Wysokie naprężenia cieplne generowane na powierzchniach styku w systemach sprzęgających, np. dla wielotarczowego sprzęgła ciernego (płyta dociskowa, tarcze sprzęgłowe, separatory, tłok), spowodowane generowaniem ciepła tarcia w wyniku poślizgu, zostało uznane za podstawową przyczynę uszkodzeń sprzęgieł ciernych. Do zbadania rozkładu nacisków w sprzęgle wielotarczowym pracującym w warunkach tarcia suchego – podczas gdy jego elementy zbliżają się do siebie i następuje włączenie systemu sprzęgłowego – zastosowano metodę elementu skończonego. Rozszerzony algorytm Lagrange'a został użyty w celu wyznaczenia rozkładu nacisków kontaktowych na powierzchniach tarcia dla różnych warunków utwierdzenia. Analiza została przeprowadzona z wykorzystaniem opracowanego modelu osiowosymetrycznego dla symulacji wielotarczowego systemu sprzęgłowego.