本文關(guān)鍵詞：盤(pán)式制動(dòng)器熱—結(jié)構(gòu)非線性分析與計(jì)算

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【摘要】： 制動(dòng)器摩擦副的溫度/應(yīng)力場(chǎng)耦合分析計(jì)算是制動(dòng)器設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容和選擇摩擦副材料的重要理論依據(jù)。本文評(píng)述了盤(pán)式制動(dòng)器溫度場(chǎng)以及摩擦接觸算法的研究現(xiàn)狀，對(duì)摩擦界面間的傳熱規(guī)律進(jìn)行了研究。按照制動(dòng)盤(pán)與片的實(shí)際幾何尺寸，把盤(pán)、片統(tǒng)一地考慮成一個(gè)計(jì)算模型，充分考慮了盤(pán)、片之間的滑動(dòng)摩擦溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)耦合問(wèn)題，建立了三維瞬態(tài)溫度/應(yīng)力場(chǎng)有限元模型，利用非線性有限元多物理場(chǎng)方法，較真實(shí)地模擬了制動(dòng)器的制動(dòng)過(guò)程。在數(shù)值計(jì)算過(guò)程中，考慮了制動(dòng)過(guò)程中各個(gè)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的變化、摩擦熱流邊界條件等因素，著重考慮了由于移動(dòng)熱源的作用導(dǎo)致制動(dòng)盤(pán)表面熱應(yīng)力間歇性變化的問(wèn)題，以及溫度變化與接觸區(qū)域壓力變化的耦合問(wèn)題。 對(duì)于盤(pán)式制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，由于其結(jié)構(gòu)特征的原因，，其摩擦溫度場(chǎng)并不呈二維軸對(duì)稱(chēng)分布而具有較明顯的局部特征。盤(pán)式制動(dòng)器溫度場(chǎng)在軸向和徑向上存在較大的溫度梯度，由此導(dǎo)致盤(pán)、片存在著很大的熱應(yīng)力，同時(shí)產(chǎn)生熱彈性變形，這種變形使得接觸區(qū)域內(nèi)的壓力分布發(fā)生變化，這種變化又反過(guò)來(lái)影響了接觸區(qū)域的溫度分布。 本文通過(guò)對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器在緊急制動(dòng)工況下三維瞬態(tài)溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的耦合分析計(jì)算，揭示了制動(dòng)器摩擦副的溫度和熱應(yīng)力分布規(guī)律，以及摩擦界面間的熱流分配規(guī)律，探討了因摩擦溫度分布不均勻而導(dǎo)致的對(duì)偶鋼盤(pán)產(chǎn)生徑向裂紋的原因，以及可能產(chǎn)生的熱疲勞破壞。 本文的計(jì)算分析結(jié)果為進(jìn)一步研究制動(dòng)副摩擦材料及其金屬偶件的熱破壞，摩擦復(fù)合材料磨損機(jī)理，開(kāi)發(fā)高性能摩擦材料、研制高性能制動(dòng)器打下了良好的基礎(chǔ)
【關(guān)鍵詞】：盤(pán)式制動(dòng)器 有限元法 溫度場(chǎng) 應(yīng)力場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類(lèi)號(hào)】：U463.5
【目錄】：

• 本文主要符號(hào)表6-9
• 第一章 概述9-21
• 1．1 摩擦熱對(duì)制動(dòng)器摩擦副的影響9-10
• 1．2 研究制動(dòng)摩擦熱的意義10-11
• 1．3 制動(dòng)器溫度場(chǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-17
• 1．3．1 制動(dòng)摩擦表面溫度場(chǎng)計(jì)算模型11-12
• 1．3．2 制動(dòng)摩擦表面溫度場(chǎng)計(jì)算方法12-14
• 1．3．3 測(cè)量滑動(dòng)接觸表面溫度的實(shí)驗(yàn)技術(shù)14-15
• 1．3．4 制動(dòng)摩擦溫度場(chǎng)研究存在問(wèn)題15-17
• 1．4 接觸問(wèn)題研究綜述17-19
• 1．5 本文主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 摩擦熱動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)描述及算法研究21-40
• 2．1 制動(dòng)摩擦副熱傳導(dǎo)算法的描述21-25
• 2．1．1 溫度場(chǎng)問(wèn)題的基本方程21-22
• 2．1．2 溫度場(chǎng)問(wèn)題的有限單元法22-25
• 2．2 結(jié)構(gòu)非線性分析算法的描述25-36
• 2．2．1 結(jié)構(gòu)分析非線性概述25-26
• 2．2．2 大轉(zhuǎn)動(dòng)，大位移，彈性小應(yīng)變本構(gòu)方程26-27
• 2．2．3 大變形有限元方程27-35
• 2．2．3．1 全量非線性有限元方程27-29
• 2．2．3．2 增量非線性有限元方程29-35
• 2．2．3．3 求解方法35
• 2．2．4 熱應(yīng)力的計(jì)算35-36
• 2．3 制動(dòng)器摩擦副接觸算法的描述36-40
• 第三章 制動(dòng)器溫度場(chǎng)模型的建立40-50
• 3．1 建立盤(pán)式制動(dòng)器溫度場(chǎng)模型的幾個(gè)問(wèn)題40-43
• 3．1．1 接觸界面的壓力分布40-41
• 3．1．2 溫度對(duì)材料熱物性參數(shù)的影響41
• 3．1．3 制動(dòng)熱源強(qiáng)度41
• 3．1．4 摩擦界面的傳熱規(guī)律41-43
• 3．1．5 對(duì)流換熱系數(shù)43
• 3．2 本文制動(dòng)器計(jì)算模型的建立43-50
• 3．2．1 建立制動(dòng)器計(jì)算模型的假設(shè)條件43-44
• 3．2．2 熱傳導(dǎo)的數(shù)學(xué)模型44-45
• 3．2．3 有關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)及邊界條件的確定45-50
• 3．2．3．1 制動(dòng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的確定：45-48
• 3．2．3．2 對(duì)流換熱及輻射散熱邊界條件48-49
• 3．2．3．3 熱流分配系數(shù)（Fw）及摩擦面接觸熱傳導(dǎo)系數(shù)（Kc）的確定49-50
• 第四章 制動(dòng)摩擦副溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬50-65
• 4．1 數(shù)值模擬結(jié)果及分析50-64
• 4．2 小結(jié)64-65
• 第五章 制動(dòng)摩擦副溫度\應(yīng)力場(chǎng)模擬65-81
• 5．1 熱－結(jié)構(gòu)分析有限元模型65-67
• 5．2 計(jì)算結(jié)果分析67-79
• 5．3 小結(jié)79-81
• 主要結(jié)論及研究展望81-83
• 本文主要結(jié)論81-82
• 研究展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 致謝88-89
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷89

【引證文獻(xiàn)】

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6 李友遐;粗糙表面三維瞬態(tài)溫度/應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬[D];福州大學(xué);2004年

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8 陳孟華;基于虛擬樣機(jī)的轎車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器噪聲的研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

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本文編號(hào)：523922