干式离合器广泛应用于汽车工业,主要功能是将发动机动力传递至变速箱。离合器在接合过程中主、从动件摩擦造成摩擦盘温度升高,高温产生的热应力引起摩擦材料的变形、裂纹等,导致离合器顿挫、传动效率下降甚至失效。通过研究离合器温度场,优化离合器材料匹配、结构设计以及控制策略,对提高离合器性能和使用寿命具有重要的意义。目前国内外对于离合器温度场的研究主要采用数值模拟方法直接求解,由于滑摩功难以准确计算且热流分配系数不统一,导致摩擦盘边界热流的精确计算十分困难,温度场求解存在误差。传热学反问题(Inverse Heat Transfer Problem,IHTP)是由系统的部分温度测量信息来反推传热系统的热边界条件、几何形状、热源强度、热物性参数等未知信息。根据摩擦盘内的部分测点的温度信息,利用IHTP准确反演其表面热流并重构温度场,是一种区别于传统离合器温度场研究的方案。本文采用顺序函数法(Sequential Function Specification Method,SFSM)对离合器接合过程中的摩擦盘边界热流进行反演,主要内容如下:(1)论述课题的工程研究背景,对目前国内外关于离合器温度场的研究进行了综述,建立了离合器接合过程中摩擦盘的二维非稳态传热模型,对网格划分的无关性进行了验证。通过数值试验模拟了在不同扭矩输入工况下摩擦盘的温度分布,对试验结果进行了分析,与文献结果进行对比验证了该模型的正确性。(2)阐述了IHTP基本理论以及主要的研究方法,介绍了SFSM的基本概念和原理,建立了基于SFSM的摩擦盘边界热流反演模型,并对未来时间步的优化进行了讨论。(3)对不同工况下摩擦盘表面热流的反演进行了仿真试验,以此为基础对摩擦盘的温度场进行了重构。研究了测点布置位置、温度测量误差、未来时间步长对于反演效果的影响。试验结果表明:基于SFSM建立的反演模型可以有效反演摩擦盘的边界热流;对于导热系数较小的材料,增加测点与反演点间的距离,反演结果会显著变差;测量误差在一定范围内,反演和重构结果较好,测量误差的增大会使反演效果显著变差;未来时间步取值较小时,算法对测量误差的敏感度较强,增加未来时间步长,可以有效增强对测量误差的抑制作用,但同时算法的精度会降低,因此选择合适的未来时间步长对获得满足要求的反演效果非常重要。