盤(pán)式制動(dòng)器的熱結(jié)構(gòu)耦合分析及振動(dòng)模態(tài)研究.pdf

1、制動(dòng)系統(tǒng)是汽車(chē)上極為重要的組成部分，它直接關(guān)系到駕駛員及乘客的安全。由于盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)效能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便且散熱比較快，目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在汽車(chē)上，其制動(dòng)過(guò)程中所表現(xiàn)出的熱結(jié)構(gòu)耦合效應(yīng)對(duì)制動(dòng)器的噪聲、振動(dòng)以及熱疲勞等都會(huì)產(chǎn)生影響，從而影響制動(dòng)器的制動(dòng)效能，因此對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器進(jìn)行熱結(jié)構(gòu)耦合的分析顯得十分重要。
　　 本文對(duì)某轎車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器進(jìn)行了在緊急制動(dòng)工況下的熱結(jié)構(gòu)耦合的仿真分析，并通過(guò)Manson-Coffin公式預(yù)測(cè)了制動(dòng)器在

2、此制動(dòng)工況下的熱疲勞壽命，最后對(duì)制動(dòng)器的模態(tài)進(jìn)行了研究。主要的研究工作為如下:
　　 (1)通過(guò)某轎車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器的CAD圖紙，建立其簡(jiǎn)化的三維模型，在熱結(jié)構(gòu)耦合的理論基礎(chǔ)之上，計(jì)算了盤(pán)式制動(dòng)器的熱邊界條件和機(jī)械邊界條件，為后續(xù)的分析提供依據(jù)。
　　 (2)應(yīng)用ABAQUS軟件建立其有限元模型，模擬其在緊急制動(dòng)工況下的熱結(jié)構(gòu)耦合的過(guò)程，得到了制動(dòng)器的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)及接觸壓力場(chǎng)的分布情況。通過(guò)仿真的結(jié)果表明，盤(pán)式制動(dòng)器在緊急

3、制動(dòng)工況下，其制動(dòng)盤(pán)的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)都呈現(xiàn)非軸對(duì)稱(chēng)的分布，且高溫區(qū)與高應(yīng)力區(qū)都位于摩擦接觸區(qū)域內(nèi)，隨著制動(dòng)過(guò)程的進(jìn)行，制動(dòng)盤(pán)的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)會(huì)慢慢趨近于軸對(duì)稱(chēng)的分布。對(duì)于摩擦片，其最大接觸壓力處在中間部分且為摩擦區(qū)域的入口處，而高溫則主要分布在中間部分靠近摩擦區(qū)域的出口處。
　　 (3)在熱結(jié)構(gòu)耦合仿真的基礎(chǔ)上，確定制動(dòng)盤(pán)最易出現(xiàn)裂紋的部位，利用Manson-Coffin公式對(duì)制動(dòng)器在緊急制動(dòng)工況下的熱疲勞壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)。