本文關(guān)鍵詞：貨車鼓式制動(dòng)器內(nèi)壁溫度反演研究與應(yīng)用

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【摘要】：近年來,隨著載重貨車向著“高速”、“重載”的趨勢(shì)發(fā)展,車輛對(duì)制動(dòng)性能的要求也越來越高。本文從鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及工作原理出發(fā),探討了鼓式制動(dòng)器制動(dòng)性能指標(biāo),通過計(jì)算貨車制動(dòng)過程中產(chǎn)生的摩擦力矩,摩擦襯片摩擦系數(shù)與制動(dòng)器溫度的關(guān)系,分析了摩擦襯片磨損量、摩擦力矩、制動(dòng)器溫升等三個(gè)方面對(duì)制動(dòng)安全帶來的影響。制動(dòng)器溫升對(duì)車輛的制動(dòng)性能有著顯著影響,特別是當(dāng)車輛在長大下坡路段行駛時(shí),駕駛員對(duì)車輛制動(dòng)器工作溫度的掌握顯得尤為必要。目前,測(cè)量鼓式制動(dòng)器內(nèi)部溫度的傳統(tǒng)手段通常是在制動(dòng)器內(nèi)部安裝熱電偶,該測(cè)量方法存在一定的弊端,如因測(cè)量環(huán)境惡劣而導(dǎo)致熱電偶易損壞、不能完全反映制動(dòng)器的溫度分布情況、成本較高等,不利于推廣應(yīng)用。因此,本文提出了基于傳熱學(xué)反問題的鼓式制動(dòng)器內(nèi)壁溫度辨識(shí)方法:根據(jù)較易獲得的制動(dòng)鼓外表面溫度信息,通過傳熱學(xué)反問題理論,即可反演得到制動(dòng)鼓內(nèi)壁溫度。該方法避免了傳統(tǒng)測(cè)量方法的缺點(diǎn),且該方法得到的反演結(jié)果能夠比較全面地反映制動(dòng)鼓溫度的分布情況。根據(jù)傳熱學(xué)反問題的求解原理,本文將整個(gè)過程分成制動(dòng)鼓溫度場(chǎng)正問題求解和反問題求解兩個(gè)部分。在對(duì)制動(dòng)鼓溫度場(chǎng)正問題進(jìn)行求解時(shí),本文以EQ1141G載貨汽車后輪鼓式制動(dòng)器為研究對(duì)象,利用ABAQUS有限元仿真軟件,在一定假設(shè)條件下,對(duì)制動(dòng)鼓模型進(jìn)行合理簡(jiǎn)化,建立了制動(dòng)鼓三維有限元仿真模型,通過輸入相應(yīng)的材料參數(shù)、邊界條件,并對(duì)制動(dòng)鼓模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分、有限元求解等步驟,參照《貨車、客車制動(dòng)器臺(tái)架試驗(yàn)方法GBT 12780-1999》的相關(guān)規(guī)定,對(duì)制動(dòng)鼓熱衰退進(jìn)行了仿真模擬,獲得了重復(fù)制動(dòng)工況下的制動(dòng)鼓瞬態(tài)溫度場(chǎng),從而實(shí)現(xiàn)鼓式制動(dòng)器在制動(dòng)過程中的溫度場(chǎng)仿真模擬。在反問題求解過程中,通過最優(yōu)化理論建立了制動(dòng)鼓內(nèi)壁溫度反演模型,該模型以制動(dòng)鼓外壁溫度為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),以制動(dòng)鼓內(nèi)壁熱流分布為待反演量,以制動(dòng)鼓內(nèi)壁溫度分布作為反演模型迭代終止條件,并利用共軛梯度法給出了求解該模型的具體步驟和流程,同時(shí),借助MATLAB平臺(tái),建立MATLAB與ABAQUS仿真軟件的接口程序,實(shí)現(xiàn)MATLAB對(duì)ABAQUS仿真軟件的調(diào)用,從而構(gòu)建出完整的制動(dòng)鼓內(nèi)壁溫度反演程序。驗(yàn)證了利用熱傳導(dǎo)反問題相關(guān)理論反演制動(dòng)鼓內(nèi)壁溫度分布情況的有效性,同時(shí)討論了初始猜測(cè)值、測(cè)點(diǎn)位置、測(cè)量誤差等因素對(duì)反演結(jié)果的影響。最后,基于該反演算法及反演結(jié)果,初步構(gòu)建了連續(xù)長大下坡貨車制動(dòng)器溫度檢測(cè)系統(tǒng),并對(duì)該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能模塊進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。從而提出了測(cè)量貨車制動(dòng)器工作溫度的新方法和新設(shè)備,以進(jìn)一步保障長大下坡交通安全。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.511

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