【摘要】：制動器工作過程中盤片摩擦產生的熱流為非軸對稱的,二者之間的熱流耦合及其他場的耦合作用是影響制動效能的重要因素�；谝陨蠁栴},針對盤式制動器建立熱傳導方程,對盤片之間的摩擦傳熱和熱流耦合現(xiàn)象進行分析。根據(jù)盤式制動器的結構特點和所建立的熱傳導數(shù)學模型,基于ABAQUS/Explict搭建其三維瞬態(tài)溫度/應力場有限元模型,分析正常制動和緊急制動等典型工況下制動盤的溫度場和應力場,對多場耦合現(xiàn)象進行分析;分析制動盤打孔后的溫度場、熱應力場等分布。結果表明:車輛在正常制動和緊急制動時,多場耦合有較大區(qū)別;正常制動工況最高溫升160℃,緊急制動最高溫升622℃;緊急制動工況,場耦合情況嚴重,溫度場在軸向和徑向上存在較大的溫度梯度,對制動效能有較大影響;打孔不適用所研究的制動器,對場分布產生不利影響,會降低制動效能。所搭建模型和分析結果為實際設計提供參考。
【圖文】：

乙?Aμ（T*）P（r，θ，z，t）V（r，θ，z，t）dAdt（1）式中：C0—結構功轉化的當量熱；μ（T*）—接觸面摩擦系數(shù)；p—接觸表面比壓，N/m2；V—結構發(fā)生的相對位移，m；A—發(fā)生摩擦的表面積，m2；t—發(fā)生摩擦的時間，s；T*—特征溫度，℃。制動片輸入熱流密度可以寫作：q（r，t）=μp（r，t）v（r，t）=μp（r，t）ω（t）r（2）式中：v（r，t）—接觸面相對速度，，m/s；ω（t）—單元旋轉的角速度，rad/s；r—單元的徑向坐標，mm。2.2工作過程熱傳導數(shù)學模型根據(jù)制動過程特點和結構參數(shù)特點，建立模型如圖1所示。XYZS3S4S1S2A2A3（A1）圖1溫度場分析計算模型Fig.1TemperatureFieldAnalysisandCalculationModel根據(jù)制動器的結構原理可知，制動過程中制動片固定不動，而其制動盤則是逆時針轉動[7]。系統(tǒng)的邊界條件：輸入到盤、片的摩擦熱流密度（qd和qc）：qd＝FwFfτvqc＝（1-Fw）w2Ffττv（3）式中：Fw—其權值，這里認為無耗損，故其取1；τ—接觸面的摩擦力，N。對于制動盤S1可得：kd墜Td墜z＝-［1-g（m）］hd1（Td-Tf）+g（m）Kc（TP-Td）+g（m）qd（4）其中，當研究點位于熱源內時，即盤上的該點與摩擦片接觸時，g（m）取1，反之取0。對于制動片接觸面A1：kp墜Tp墜z=Kc（Td-Tf）+qc（5）制動盤對稱面S2：kd墜Td墜z＝0（6）制動盤的內圓側面S3：kd墜Td墜xnx+kd墜Td墜yny＝-hd3（Td-Tf）（7）制動片對稱面A2：kP墜TP墜xnx+kP墜TP墜yny＝-hd2（T

，前軸79112N，后軸152888N，質心高度3300mm；輪胎滾動半徑1500mm。摩擦片參數(shù)：外徑280mm，長為225mm；寬120mm；厚30mm。制動盤參數(shù)：外徑為280mm，內徑為110mm；厚度為16mm。根據(jù)實際情況，建立模型時，片固定不動，僅有盤做逆時針轉動。如圖1坐標系所示，摩擦片在x，y方向固定，而制動盤在z方向固定，在坐標系圓心處建立參考點，由于模擬制動過程，因此在參考點給予一定的初始角速度，之后施加一定的減速度，而其他方向則固定處理，以此模擬制動器減速制動過程�；贏BAQUS/Explict搭建制動盤摩擦片三維有限元模型，如圖2所示。圖2制動盤摩擦片有限元模型Fig.2FiniteElementModelofBrakeDiscFrictionPlate制動器熱物性參數(shù)，制動盤：導熱系數(shù)為48.46Nm/sKm、密度為7228kg/m3、比熱容為419Nm/kgK、熱脹系數(shù)為1.1e-05m/K、摩擦系數(shù)為0.38；摩擦片：導熱系數(shù)為1.212Nm/sKm、密度為2595kg/m3、比熱容為1465Nm/kgK、熱脹系數(shù)為3e-5m/K、摩擦系數(shù)為0.38。制動器制動過程中，對流換熱系數(shù)寫作：h=0.7（kdD）R0.55e（13）式中：Kd—空氣導熱系數(shù)，Nm/hKm；D—盤外徑，m；Re—雷諾數(shù)。198路東：基于ABAQUS制動器熱流多場耦合建模分析第8期

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本文編號：2583632