發(fā)布時(shí)間：2017-07-20 18:22

  本文關(guān)鍵詞：基于有限元方法的制動(dòng)鼓質(zhì)量改進(jìn)

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【摘要】：根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析車輛的索賠記錄,制動(dòng)鼓的索賠數(shù)量居自卸車索賠數(shù)量之首,索賠數(shù)額巨大。尤其在四川、云南、貴州等地區(qū),制動(dòng)鼓的索賠量更大。甚至有的用戶因?yàn)橹苿?dòng)鼓頻繁爆裂而要求退車,為此我們多次到上述幾個(gè)地區(qū)服務(wù)。通過實(shí)地調(diào)研走訪,發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)剀囕v山區(qū)貨運(yùn)以公路為主,山路較多,長坡較多,云南有連續(xù)19公里長坡高速,為保持適當(dāng)車速,車輛連續(xù)制動(dòng),加之輔助制動(dòng)性能較差,主制動(dòng)起主要作用,制動(dòng)器溫升較大,制動(dòng)鼓溫度達(dá)到300多攝氏度,車輛制動(dòng)衰退嚴(yán)重。制動(dòng)鼓爆裂、掉底、熱裂等失效模式頻發(fā),從而導(dǎo)致制動(dòng)鼓索賠量居高不下,降低制動(dòng)鼓的索賠成為商用車產(chǎn)品研發(fā)與質(zhì)量改進(jìn)工作的重中之重。本文以自卸車用制動(dòng)鼓為研究對(duì)象,圍繞制動(dòng)鼓的實(shí)際失效模式與設(shè)計(jì)優(yōu)化開展研究,通過建立鼓式制動(dòng)器有限元模型,然后對(duì)模型的網(wǎng)格進(jìn)行處理和劃分,將模型導(dǎo)入ABAQUS軟件建立鼓式制動(dòng)器有限元分析模型,重點(diǎn)分析了正常路況20次制動(dòng)工況和熱裂紋工況。對(duì)正常路況20次制動(dòng)工況和熱裂紋工況邊界條件進(jìn)行了界定,并計(jì)算出了制動(dòng)鼓在兩個(gè)工況的溫度、強(qiáng)度,分析制動(dòng)鼓失效的原因,并對(duì)制動(dòng)鼓出現(xiàn)失效的次數(shù)和位置進(jìn)行了預(yù)測。為了驗(yàn)證有限元方法的正確性,設(shè)計(jì)了臺(tái)架試驗(yàn),首先介紹了試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)準(zhǔn)備情況,完成了3個(gè)樣品的臺(tái)架試驗(yàn)。首先進(jìn)行了正常路面工況20次制動(dòng),得出了制動(dòng)鼓溫度值,通過3個(gè)樣品的試驗(yàn)結(jié)果比較,發(fā)現(xiàn)臺(tái)架試驗(yàn)一致性較好,溫度趨勢一致,對(duì)比有限元計(jì)算結(jié)果,無論溫度變化規(guī)律還是最后溫度結(jié)果,臺(tái)架試驗(yàn)和有限元結(jié)果吻合度都較高;后進(jìn)行了制動(dòng)鼓熱裂紋工況試驗(yàn),同樣進(jìn)行了3個(gè)樣品的試驗(yàn),測量了制動(dòng)鼓溫度和制動(dòng)鼓表面的裂紋情況,在30次制動(dòng)后制動(dòng)鼓都出現(xiàn)了微裂紋,微裂紋經(jīng)過擴(kuò)展后造成了制動(dòng)鼓的失效,對(duì)比有限元計(jì)算結(jié)果,制動(dòng)鼓出現(xiàn)裂紋的次數(shù)高度吻合。正常路面工況試驗(yàn)結(jié)果和熱裂紋工況試驗(yàn)結(jié)果都驗(yàn)證了有限元模型的正確性。從有限元計(jì)算和制動(dòng)器試驗(yàn)結(jié)果都可以看出制動(dòng)鼓的薄弱點(diǎn)位置,制動(dòng)鼓經(jīng)過第30次熱疲勞試驗(yàn),后會(huì)出現(xiàn)熱疲勞裂紋;為提高制動(dòng)鼓壽命,提出了制動(dòng)鼓改進(jìn)方案:將制動(dòng)鼓薄弱區(qū)域進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,制動(dòng)鼓斜面處斜度進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn),通過有限元模型預(yù)測,制動(dòng)鼓壽命將得到明顯提高;后進(jìn)行了改進(jìn)制動(dòng)鼓的熱疲勞臺(tái)架試驗(yàn),制動(dòng)鼓的實(shí)際得到了明顯提高。
【關(guān)鍵詞】：制動(dòng)鼓 有限元 質(zhì)量改進(jìn)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.511
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 選題背景11-12
• 1.2 制動(dòng)鼓國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 熱疲勞失效研究狀況15-16
• 1.4 目前研究存在的問題和不足16
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容16-19
• 第2章 鼓式制動(dòng)器熱力耦合分析的理論基礎(chǔ)19-25
• 2.1 接觸分析理論19
• 2.2 摩擦生熱理論19-21
• 2.2.1 摩擦模型19-20
• 2.2.2 摩擦熱源20-21
• 2.2.3 摩擦接觸面的傳熱規(guī)律21
• 2.3 通風(fēng)鼓式制動(dòng)器熱傳導(dǎo)方程和熱邊界21-22
• 2.4 應(yīng)力的計(jì)算22-23
• 2.5 Abaqus瞬態(tài)熱力完全耦合求解方法23-24
• 2.6 Abaqus熱力耦合分析有限元法24
• 2.7 本章小結(jié)24-25
• 第3章 鼓式制動(dòng)器有限元模型的建立及計(jì)算結(jié)果25-35
• 3.1 鼓式制動(dòng)器簡化模型25-26
• 3.2 制動(dòng)器材料性能參數(shù)26-27
• 3.3 制動(dòng)器三維模型的建立27-29
• 3.4 制動(dòng)邊界條件的確定及計(jì)算結(jié)果29-34
• 3.4.1 正常路面工況制動(dòng)30-32
• 3.4.2 熱裂紋工況制動(dòng)32-34
• 3.5 小結(jié)34-35
• 第4章 臺(tái)架試驗(yàn)分析35-47
• 4.1 試驗(yàn)臺(tái)架基本信息35-36
• 4.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備36-38
• 4.2.1 試驗(yàn)樣件36-37
• 4.2.2 熱電偶的安裝37-38
• 4.2.3 試驗(yàn)樣品安裝38
• 4.3 正常路面工況制動(dòng)溫度試驗(yàn)38-42
• 4.4 熱裂紋工況試驗(yàn)42-45
• 4.5 有限元計(jì)算與臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比45
• 4.5.1 正常路面工況制動(dòng)溫度對(duì)比45
• 4.5.2 熱裂紋工況對(duì)比45
• 4.6 小結(jié)45-47
• 第5章 制動(dòng)鼓的質(zhì)量改進(jìn)47-53
• 5.1 制動(dòng)鼓材料標(biāo)準(zhǔn)確定47-50
• 5.1.1 制動(dòng)鼓力學(xué)性能的需求47
• 5.1.2 對(duì)熱疲勞力學(xué)性能的要求47
• 5.1.3 材料標(biāo)準(zhǔn)制定47-50
• 5.2 制動(dòng)鼓的結(jié)構(gòu)改進(jìn)50-52
• 5.3 本章小結(jié)52-53
• 第6章 總結(jié)及展望53-55
• 6.1 全文總結(jié)53
• 6.2 工作展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 作者簡介59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：569408