客車盤式制動器熱-結構耦合分析及其結構優(yōu)化.pdf

1、制動器是制動系統(tǒng)的重要組成部件和安全部件，它對汽車制動的安全、可靠和舒適性能有至關重要的作用。據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示由汽車造成的安全事故中，80％是由于車輛制動性能故障導致的。與鼓式制動器相比，盤式制動器制動性能更好，因此，目前貨車和客車都在推廣使用盤式制動器。但由于盤式制動器制動壓力大，制動產生的摩擦熱會導致摩擦副熱變形，影響接觸應力，導致制動盤出現(xiàn)熱裂紋，使其使用壽命減少。因此，準確模擬制動器溫度場、應力場這一耦合現(xiàn)象對制動器的設計、車輛的

2、使用工況的選擇、制動盤的結構優(yōu)化和制動盤疲勞壽命的預測等都至關重要。
　　本文以某國產客車及其配套使用的通風盤式制動器為主要的研究內容。首先，本文依據(jù)客車和制動盤的實際尺寸建立三維有限元模型，并計算了輸入的熱流密度和對流散熱系數(shù)。文中采用順序耦合方法，應用有限元分析軟件分析了客車制動時制動盤溫度、應力、形變之間耦合的問題。通過仿真分析得出制動盤的瞬態(tài)溫度場和應力場的分布規(guī)律，分別比較了單次緊急制動和多次連續(xù)制動時制動盤在徑向和軸向

3、溫度分布的差異。隨著客車載重的增加，制動盤最高溫度也在增加，且呈線性增加;隨客車速度的增加，制動盤的最高溫度也在增加且前者對制動盤的影響要大。
　　其次，本文為了研究制動盤結構對其溫度場的影響，分別研究了通風孔高度、數(shù)目和通風孔角度對制動盤最高溫度的影響，通過正交試驗對上述三個方面分別進行結構優(yōu)化，并得到最優(yōu)結構的制動盤。
　　最后，將制動盤優(yōu)化前、后熱-結構耦合模型分析結果導入疲勞分析專用軟件NCODE的Design Li