本文關(guān)鍵詞：盤式制動(dòng)器熱機(jī)耦合特性及疲勞壽命預(yù)測(cè)研究

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【摘要】：制動(dòng)器是制動(dòng)系統(tǒng)的核心組成部件,為車輛行駛的安全性提供了重要保障。盤式制動(dòng)器的工作過(guò)程涉及溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等,是一個(gè)熱機(jī)耦合過(guò)程,這種熱機(jī)耦合特性使得制動(dòng)盤的溫度分布、熱變形以及接觸壓力分布均發(fā)生改變。目前對(duì)熱機(jī)耦合的研究多采用有限元法,本文以某轎車前通風(fēng)盤式制動(dòng)器為研究對(duì)象,基于有限元理論采用仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,分析盤式制動(dòng)器熱機(jī)耦合特性,最后基于熱機(jī)耦合的分析結(jié)果和Mason-Coffin經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)了制動(dòng)盤的熱疲勞壽命。本文主要作了以下研究工作:首先,對(duì)論文所涉及的基礎(chǔ)理論的研究,包括接觸理論,涉及ABAQUS相關(guān)接觸定義和接觸算法;摩擦生熱理論,涉及庫(kù)倫摩擦模型以及摩擦熱源的相關(guān)概念;熱傳導(dǎo)理論,涉及熱傳導(dǎo)方程,三類熱邊界條件以及熱問(wèn)題的有限元分析原理等。其次,以某轎車前通風(fēng)盤式制動(dòng)器為研究對(duì)象,利用CATIA三維建模軟件根據(jù)制動(dòng)器實(shí)體建立制動(dòng)器各組成部件幾何模型,裝配成制動(dòng)器模型后導(dǎo)入到HyperMesh軟件中建立網(wǎng)格模型,傳遞到ABAQUS軟件中建立熱機(jī)耦合瞬態(tài)分析模型,并在以100km/h的初速度勻減速至0km/h停止的緊急制動(dòng)模式下進(jìn)行仿真,分析研究通風(fēng)盤式制動(dòng)器的熱機(jī)耦合特性,包括制動(dòng)盤的溫升特性、徑向溫度分布、周向溫度分布和軸向溫度分布、制動(dòng)盤的熱變形、制動(dòng)摩擦片的接觸壓力分布以及這種熱機(jī)耦合特性對(duì)制動(dòng)盤的翹曲SRO和厚薄差DTV的影響等。然后,將制動(dòng)器安裝在制動(dòng)慣量試驗(yàn)臺(tái)架上,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《QC/T564-2008乘用車制動(dòng)器性能要求及臺(tái)架試驗(yàn)方法》按照磨合、信號(hào)調(diào)試和正式試驗(yàn)三個(gè)步驟進(jìn)行試驗(yàn),測(cè)量與仿真相同工況下的制動(dòng)盤的溫升和翹曲量的大小,發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果與仿真得到的制動(dòng)盤的溫升曲線和翹曲量的曲線有良好的吻合度,證明了該熱機(jī)耦合有限元模型的準(zhǔn)確性。最后,以疲勞分析的基本理論和熱機(jī)耦合分析的仿真結(jié)果得到的制動(dòng)盤三向應(yīng)力分布特性為基礎(chǔ),確定易發(fā)生熱疲勞失效的部位,采用Mason-Coffin經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)了制動(dòng)盤在與仿真相同工況下的熱疲勞壽命。然后對(duì)全文進(jìn)行系統(tǒng)性總結(jié),得到研究結(jié)論,并對(duì)將來(lái)的工作提出完善性的建議。
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.512

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1 黃O，

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