本文關(guān)鍵詞：鼓式制動器熱—結(jié)耦合分析　出處：《江蘇科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：目前汽車已經(jīng)成為人們出行最主要的交通工具,其行駛的安全性是衡量其質(zhì)量的重要指標(biāo),制動器作為汽車制動系統(tǒng)的重要組成部分,其制動性能直接決定著汽車行駛的安全性。本文以某型客車凸輪式470系列鼓式制動器為研究對象,對鼓式制動器的參數(shù)化設(shè)計、制動器關(guān)鍵零部件的靜強度分析、熱-結(jié)耦合分析進行了深入研究。具體工作及成果如下:(1)以某型客車的整車參數(shù)為依據(jù),以凸輪式鼓式制動器為原型,根據(jù)汽車制動系統(tǒng)理論求解出制動系統(tǒng)性能參數(shù)及關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)參數(shù),并完成其制動性能、熱容量和溫升的校核及其三維模型的構(gòu)建。以VB為基礎(chǔ)語言開發(fā)鼓式制動器設(shè)計平臺,根據(jù)汽車設(shè)計理論并結(jié)合實際經(jīng)驗建立模板文件并參數(shù)化,在word模板文件中將對應(yīng)參數(shù)位置插入標(biāo)簽,以建立程序與模板文件間的交互通道,最后將程序與模板文件打包發(fā)布成應(yīng)用程序,完成設(shè)計平臺的搭建,實現(xiàn)鼓式制動器的參數(shù)化設(shè)計。(2)對制動器關(guān)鍵部件進行靜力學(xué)強度分析,包括制動蹄、制動底板、制動器支架,分析三者的位移及應(yīng)力云圖,發(fā)現(xiàn)制動蹄左端凸起處應(yīng)力最大,最大值為247.3Mpa,制動蹄與滾輪接觸的軸孔內(nèi)位移最大,最大值為0.04869mm;制動底板底面左端靠近凸起處應(yīng)力最大,最大值為249.2MPa,制動底板與制動蹄連接的銷孔上端位移最大,最大值為0.2496mm;制動器支架背面右側(cè)凸起處應(yīng)力最大,最大值為372.8Mpa,制動器支架上端面右側(cè)頂部位移最大,最大值為1.043mm。校核后確定三者位移及應(yīng)力均滿足使用要求。(3)采用瞬態(tài)熱分析有限元法對鼓式制動器進行溫度場分析,根據(jù)能量守恒定律和傅里葉傳熱定律建立制動器熱傳導(dǎo)模型,通過直接耦合的方法研究鼓式制動器的溫度場和應(yīng)力場的耦合作用。選取緊急制動和連續(xù)多次制動兩種工況進行對比分析,發(fā)現(xiàn)在緊急制動工況下制動鼓溫度場和應(yīng)力場分布較均勻,而連續(xù)多次制動工況下出現(xiàn)明顯的應(yīng)力和溫度集中現(xiàn)象。這是因為隨著溫度的增大,熱應(yīng)力變形增大、殘余應(yīng)力疊加,致使局部應(yīng)力增大,出現(xiàn)應(yīng)力集中和溫度集中現(xiàn)象。最后對制動鼓開裂失效現(xiàn)象進行分析,選取開裂位置處的節(jié)點,研究其三向應(yīng)力和等效應(yīng)力隨節(jié)點位置變化圖,發(fā)現(xiàn)軸向節(jié)點的軸向應(yīng)力對裂紋影響最大,而法蘭面位置處開裂主要是由于該位置處承受循環(huán)應(yīng)力導(dǎo)致的疲勞開裂。
[Abstract]:At present, the car has become the most important means of transport for people to travel, the driving safety is an important indicator to measure the quality of the brake, as an important part of the automobile braking system, the braking performance directly determines the safety of the car. Taking a bus cam type 470 series drum brake as the research object, parameter the design of drum brake, brake static strength analysis of key parts, in-depth research on thermal junction coupling analysis. The specific work and results are as follows: (1) to the vehicle parameters of a bus according to the cam drum brake as the prototype, based on the theory of solving the performance of the braking system and the structural parameters of the key parts of parameter automobile brake system, and complete the construction of check braking performance, heat capacity and the temperature rise and the 3D model. Based on VB language development of drum brake design Taiwan, according to automotive design theory and practical experience to build a template file and parametric tags inserted in the word template file in the corresponding position in the interactive channel parameters, establish procedures and template files, the program and template file package released into the application, complete the build platform, realize the parametric design of drum brake. (2) the static strength analysis of the key components including brakes, brake shoe, brake plate, brake bracket, analysis of the three displacement and stress nephogram, found the brake shoes left raised at the maximum stress, the maximum value was 247.3Mpa and the shaft hole of the brake shoe and the wheel contact within the maximum displacement, the maximum value is 0.04869mm the bottom of the left brake; close to the bulge of the maximum stress, the maximum displacement is 249.2MPa, pin hole at the upper end of brake shoe and brake plate connected to the maximum, the maximum value is 0.2496mm; brake branch At the right side of the back frame raised the maximum stress, the maximum value is 372.8Mpa, the top right brake bracket end displacement, the maximum value is 1.043mm. after checking to determine all meet the requirements of the three displacement and stress. (3) the transient thermal analysis of the temperature field analysis of drum brake on the finite element method, according to the law of conservation of energy and Fu Liye's law of heat transfer to establish brake heat conduction model, the temperature field of direct coupling method of drum brake and coupling stress field. Analyzed the selection of emergency braking and continuous braking two kinds of conditions found in the emergency braking brake drum temperature field and stress field distribution is uniform, and repeatedly under braking condition obvious stress and temperature concentration. This is because with the increase of temperature, thermal stress and deformation increases, residual stresses cause local stress increases, Stress concentration and temperature concentration. At the end of the brake drum cracking failure phenomenon analysis, select the node position of cracking, triaxial stress and equivalent stress with the node position change map, found that axial node stress is the biggest influence on crack, and the flange position of cracking is mainly due to the position where under cyclic stress leads to fatigue cracking.

【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.511

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本文編號：1372357