作為汽車制動(dòng)系統(tǒng)的核心部件之一,制動(dòng)器的質(zhì)量和性能非常關(guān)鍵。汽車制動(dòng)過程中轉(zhuǎn)化的熱能,絕大部分被制動(dòng)器吸收,使得制動(dòng)器表面溫度在短時(shí)間內(nèi)急劇升高,引起制動(dòng)器發(fā)生熱衰退等現(xiàn)象,進(jìn)而造成制動(dòng)性能的下降。對制動(dòng)器進(jìn)行熱和應(yīng)力耦合分析,以及強(qiáng)化傳熱研究,對提升制動(dòng)器的性能具有重要的研究價(jià)值。本文以通風(fēng)式制動(dòng)盤為研究對象,依據(jù)其實(shí)際尺寸建立三維模型,對其進(jìn)行熱固耦合數(shù)值模擬和相關(guān)試驗(yàn)。結(jié)果表明:緊急制動(dòng)過程中,通風(fēng)制動(dòng)盤表面徑向、周向和軸向溫度都經(jīng)歷了先迅速升高后緩慢下降的變化趨勢。這與通風(fēng)制動(dòng)盤表面摩擦生熱速率在制動(dòng)過程初期占主導(dǎo)地位,而表面對流換熱作用在制動(dòng)后期逐漸增強(qiáng)有關(guān)。通風(fēng)制動(dòng)盤的徑向溫差高達(dá)148℃左右,明顯大于周向溫差。在整個(gè)制動(dòng)過程中等效應(yīng)力主要表現(xiàn)為熱應(yīng)力,最大值約為150MPa,遠(yuǎn)小于通風(fēng)制動(dòng)盤材料要求的安全強(qiáng)度。在保證通風(fēng)制動(dòng)盤正常結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下,結(jié)合上述分析結(jié)果,本文采用均溫性能良好的熱管對普通通風(fēng)制動(dòng)盤表面的高溫區(qū)進(jìn)行了強(qiáng)化傳熱研究。具體表現(xiàn)為在通風(fēng)制動(dòng)盤兩側(cè)表面沿制動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向等角度嵌入熱管。利用熱管優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能,將通風(fēng)制動(dòng)盤表面高溫區(qū)域的熱量引導(dǎo)到非摩擦區(qū)域,... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

盤式制動(dòng)器工作原理

4（c）散熱孔盤式 （d）流線型散熱孔盤式圖 1-5 盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化綜上所述，作為構(gòu)成制動(dòng)器的主要零部件之一，通風(fēng)制動(dòng)盤的研究無論是在新材料方面還是在結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化傳熱優(yōu)化方面都具有非常重要的價(jià)值。合理獨(dú)到的結(jié)構(gòu)優(yōu)化不僅有助于提升制動(dòng)器的制動(dòng)性能，對車輛行駛過程的穩(wěn)定舒適性也提供了一定的保障，從而有助于減少交通事故的發(fā)生，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。1.2 熱固耦合概述熱固耦合問題是在對物體做結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析中經(jīng)常會(huì)碰到的一類耦合問題。物體在動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)過程中，尤其是兩個(gè)互相接觸的物體產(chǎn)生相互作用會(huì)發(fā)生溫度分布不均，導(dǎo)致物

圖 1-6 熱管工作原理示意圖如圖 1-6 所示，熱管通常由三部分構(gòu)成：熱管管殼、毛細(xì)吸液芯和端蓋。在封閉的內(nèi)腔之前須要將里面的空氣抽走，使熱管內(nèi)腔達(dá)到滿足要求的真空度，接著將定液體工作介質(zhì)添加到內(nèi)腔。熱管可分為三段來看，除了中間的絕熱段以外，其中一熱管的蒸發(fā)段，熱量在這里通過熱管管殼的熱傳導(dǎo)作用傳遞給內(nèi)腔的液態(tài)工作介質(zhì)負(fù)壓狀態(tài)的內(nèi)腔使得里面的液態(tài)工作介質(zhì)沸點(diǎn)很小，受熱極易發(fā)生沸騰相變，使液生汽化，壓強(qiáng)隨之增大從而推動(dòng)蒸汽向熱管的另外一端流動(dòng)。另一端是熱管的冷凝段蒸發(fā)段來的蒸汽在發(fā)生冷凝相變成為液體。隨后通過吸液芯的毛細(xì)作用，液體工作流回加熱端再次被加熱發(fā)生相變汽化，這樣便可以使管內(nèi)持續(xù)不斷的發(fā)生相變換熱量循環(huán)。由于相變潛熱通常具有極佳的傳熱效率，同時(shí)熱管內(nèi)腔的傳熱熱阻往往非，從而可以使熱管在兩端溫差很小的情況下依然保持高速傳熱。根據(jù)熱管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理可知，與同類導(dǎo)熱體對比，熱管的導(dǎo)熱性能、熱性、均溫性等表現(xiàn)更具優(yōu)勢[14]。因而被越來越多的應(yīng)用到不同的場合，相應(yīng)地出現(xiàn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]車用制動(dòng)器國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 吳波,韓志成,宋威,王鵬,李銀燕.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2017(19)
[2]汽車制動(dòng)器的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 劉軍.  農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備. 2017(05)
[3]微型熱管技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 趙宇,陳磊,肖進(jìn),熊超,袁洪春.  科技展望. 2017(04)
[4]對中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的四點(diǎn)看法[J]. 辛國斌.  汽車縱橫. 2016(06)
[5]開啟中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展新階段[J]. 于永初.  汽車工藝師. 2016(06)
[6]緊急制動(dòng)工況下汽車通風(fēng)盤式制動(dòng)器瞬態(tài)溫度場分布的研究[J]. 簡棄非,吳昊.  江西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)
[7]論述汽車制動(dòng)器剎車原理及發(fā)展方向[J]. 劉少華,劉晨.  中小企業(yè)管理與科技(中旬刊). 2016(02)
[8]熱載荷確定方法對制動(dòng)盤溫度場影響的研究[J]. 夏德茂,奚鷹,周亞紅.  中國工程機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(05)
[9]車輛前制動(dòng)盤三維溫度場模擬研究[J]. 肖啟瑞.  西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[10]熱管等效導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值模擬[J]. 廖火生,劉小康,繆利梅.  半導(dǎo)體光電. 2013(05)

碩士論文
[1]汽車通風(fēng)式盤式制動(dòng)器熱—結(jié)構(gòu)耦合分析及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 吳昊.華南理工大學(xué) 2016
[2]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的盤式制動(dòng)器熱—結(jié)構(gòu)有限元分析結(jié)果預(yù)測模型研究[D]. 楊玥.吉林大學(xué) 2013
[3]盤式制動(dòng)器熱與熱力耦合分析模型建立與仿真計(jì)算研究[D]. 陳友飛.清華大學(xué) 2011
[4]汽車盤式制動(dòng)器熱—結(jié)構(gòu)耦合仿真分析及其壽命研究[D]. 吳婧斯.西南交通大學(xué) 2011
[5]夾套式熱管換熱器多場數(shù)值模擬與優(yōu)化研究[D]. 張嶺.中南大學(xué) 2010
[6]微型燒結(jié)熱管的制備及傳熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 肖園園.上海交通大學(xué) 2009
[7]熱管在動(dòng)載狀態(tài)下的傳熱研究[D]. 趙曉軍.南京航空航天大學(xué) 2008
[8]半剛性鋼框架動(dòng)力性能的有限元分析[D]. 秦浩.合肥工業(yè)大學(xué) 2007
[9]盤式制動(dòng)器溫度場研究[D]. 金曉行.合肥工業(yè)大學(xué) 2007
[10]鼓式制動(dòng)器溫度場的數(shù)值模擬研究[D]. 楊鵬飛.長安大學(xué) 2004



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