浮动蹄式制动器制动过程有限元分析

为了更准确地研究具有凸轮张开装置的领从蹄式制动器系统的力学行为,建立了浮动蹄式制动器的有限元模型,通过在凸轮轴上施加输入力矩来模拟制动器系统的制动过程,对摩擦衬片和制动鼓之间的摩擦接触进行分析,得到了该制动器的接触应力分布云图和制动力矩的分布曲线,并与传统蹄式制动器进行了对比分析。分析结果表明:浮动蹄式制动器领蹄由于接触面积增大,在制动力矩保持不变的情况下,接触应力比传统蹄式制动器的接触应力小;浮动蹄式制动器从蹄由于向上浮动,使其摩擦力矩大于传统蹄式制动器;浮动蹄式制动器的总制动力矩大于传统蹄式制动器的制动力矩。     

ISIGHT集成CATIA和ABAQUS的制动蹄轻量化设计

以制动器强度和刚度作为约束条件,采用计算机辅助集成技术对领从蹄式制动器中的制动蹄进行轻量化设计研究。使用ABAQUS软件对领从蹄式制动器进行有限元分析,得到制动蹄的应力分布情况,并提取分析过程中制动鼓受到的摩擦力矩。通过ISIGHT软件集成CATIA和ABAQUS对制动蹄进行参数优化,对优化结果再次使用ABAQUS进行进一步分析,以提高分析精度,确定制动蹄最终的优化尺寸。研究结果表明:由分析得到的摩擦力矩与实验的制动力矩比较可知基于ABAQUS的分析步骤与方法正确可行。使用轻量化方法对制动蹄进行轻量化设计的效果较好,质量降低17.87%,应力仅增加2.86%,既实现了制动蹄的轻量化,又保证了制动蹄的强度和刚度。研究结果可为同类产品的有限元分析以及轻量化设计提供参考。     

基于ISIGHT的商用车鼓式制动器的结构分析与优化

为了弄清鼓式制动器的结构,本研究以某款商用车型所使用的领从蹄式制动器为研究对象,对其建立了有限元仿真模型,同时通过模拟制动器的工作条件验证了制动蹄应力(符合使用要求);随后用Isight软件集成Catia和Abaqus,并选取制动蹄的三个结构参数作为设计变量,以制动蹄上的最大主应力作为优化目标,采用自适应模拟退火算法对制动器的结构参数进行了多目标优化,并通过有限元分析对优化结果进行了验证,优化结果表明,优化后的制动蹄最大主应力降低了10.89％,可有效地延长制动器的使用寿命.     

车辆制动器制动力矩计算方法的研究

效能因数法是制动器制动力矩常用计算方法之一笔者对领从蹄式鼓式制动器制动力矩的效能因数法几种常见的计算公式进行了分析及计算验证结果表明：各公式虽然形式各异,但都是基于现今广泛使用的刚性假设,它们具有本质上的同一性文后对公式的选用提出了建议     

新型齿形带式制动器制动特性研究

为提升电驱动履带车辆动力性与经济性，设计并研制了新型齿形带式制动器以替代行星变速机构中的湿式多片离合器. 依据齿形带式制动器结构与工作原理，建立了制动过程的数值模型，研究了制动过程中制动鼓转角、转速和制动力矩等参数变化规律. 同时搭建齿形带式制动器试验台架验证了方案可行性和数值模型的正确性. 结果表明，制动鼓初始转速直接影响制动时间和制动力矩大小，且初始转速越高，制动时间越短，制动力矩相应增大. 相比原有装置，新结构方案提升了制动转速范围，具有更优的工作可靠性和使用前景.      

摩擦式制动器与非接触轮边缓速器集成系统仿真分析

为了有效提高轿车制动效率,建立了摩擦式制动器与非接触轮边缓速器集成系统控制模型,获得了缓速器制动力矩和集成系统总制动力矩随车轮转动角速度的变化关系;提出了通过脉冲宽度调制调节缓速器线圈通电电流从而改变集成系统总制动力矩的方法。利用建立的系统控制模型和控制策略对汽车制动性能进行仿真。仿真和实例分析表明,与传统的制动系统相比,摩擦式制动器与非接触轮边缓速器集成系统使制动时间缩短3.7 s,制动距离减少76.8 m。     

动力保持型AMT带式制动器的动态力矩特性

带式制动器是动力保持型自动变速器(AMT)的换挡执行元件,其中制动带的动态力矩特性对于换挡品质至关重要。为探寻动态制动力矩与制动力的关系,该文建立了制动带静力学模型和有限元模型,设计了带式制动器样机实验台架,完成了制动鼓正反转实验,将实验结果与仿真计算结果进行了对比分析,结果表明:动态制动力矩是转速、正压力、动态摩擦系数共同作用的结果;制动鼓正转时,制动带有增力效应,制动带所产生的制动力矩较大,静态区持续时间长,制动稳定性好,而反转时无明显的静态区,线性度好,对控制有利。根据实验结果拟合得到制动带动态力矩经验公式的控制参数,可用于制动带的平滑控制。     

基于悬架运动学分析的车辆跑偏问题

基于汽车结构和车辆动力学原理,从轮胎、悬架、制动、转向和整车系统等方面分析了多用途车(multi purpose vehicles,MPV)车辆跑偏因素和原理。首先列举并归类了车辆跑偏的影响因素;其次对跑偏车辆进行分析,对比分析结果并查找原因。最终提出解决方案进行实车验证,有效地解决了车辆跑偏问题。     

基于仿真技术的汽车鼓式制动器失效分析

通过建立鼓式制动器刚柔耦合虚拟样机模拟制动器制动的实际加载过程,建立鼓式制动器的接触分析模型;应用动力学和有限元方法对鼓式制动器进行接触分析,得到了接触压力、应力、应变分布规律;分析E260型载重车制动鼓法兰圆角处的开裂失效问题并进行材料检测试验.结果表明:接触压力分布不均及机械应力集中是导致制动鼓开裂失效的直接原因.     

基于悬架运动学分析的车辆跑偏问题研究

基于汽车结构和车辆动力学原理,从轮胎、悬架、制动、转向和整车系统等方面分析了多用途车(multi purpose vehicles,MPV)车辆跑偏因素和原理。首先列举并归类了车辆跑偏的影响因素;其次对跑偏车辆进行分析,对比分析结果并查找原因。最终提出解决方案进行实车验证,有效地解决了车辆跑偏问题。     

驻车制动操纵手柄疲劳分析

驻车制动操纵手柄是汽车上的关键部件,其可靠性对安全运行至关重要,疲劳是可靠性分析的重要组成部分。通过三维设计软件CATIA建立驻车制动操纵手柄模型,并利用有限元分析法对其进行疲劳分析,获得其变形图和寿命分布图,对现实试验有很强的理论指导意义,有一定的工程推广价值。     

轮毂电机嵌入式电磁驻车制动设计与仿真

根据电磁理论和电磁制动器的工作原理,设计了一种能耗低、嵌入式轮毂电机内部的电磁断电制动新型结构,并且提出了分析计算方法。对电磁制动器进行了磁路分析,建立了数学模型。通过Ansoft软件建立了三维有限元模型,对电磁制动器的电磁性能和工作特性进行分析,并对电磁制动器工作过程进行动态仿真研究。分析了电磁制动器内部复杂的磁场强度分布和电密分布等,得到了激励绕组电流、电磁力与工作气隙以及衔铁位移等变化曲线。电磁吸力的实验结果与仿真计算结果一致,表明电磁有限元方法分析电磁制动器的电磁性能是准确可靠的,能满足电动代步车驻车制动系统的灵敏性、可靠性和特殊要求。     

制动鼓瞬态温度场有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS8．1建立了制动鼓的三维有限元模型，对紧急制动工况下制动鼓的瞬态温度场进行分析计算，揭示出紧急制动工况下制动鼓内部温度场分布规律，以及制动过程中制动鼓内部温度随时间变化规律，可为进一步研究制动效能恒定以及客车制动器设计提供参考。     

单向自增力制动器热—结构耦合分析

通过静力学分析,建立地面制动力与轮缸促动力之间的映射关系,作为车型匹配和确定有限元分析力边界条件的基本依据;以ANSYS的WORKBENCH模块为开发环境,就给定车型进行了热-结构耦合分析,准确的找到了制动器在力和温度共同影响下的变化规律。这对于改善制动器热衰退性能和延长使用寿命提供了技术基础。     

制动盘自由模态仿真与试验对比及模态置信度研究

建立了制动盘有限元模型,仿真得到制动盘前五阶弹性模态;对制动盘进行模态试验,阐述了制动盘模态试验的参数选择、测点布置、模态置信度判断准则,并通过综合频率响应函数和模态置信准则验证了试验结果的可靠性;仿真与试验得到的制动盘模态振型、模态频率等结果误差很小,二者基本一致。结果表明,所建立的制动盘有限元模型可用于约束状态下制动盘振动和噪声性能的预测。     

浮钳盘式制动器的有限元分析

通过对浮钳式盘式制动器的受力分析，建立了其关键部件钳体和支架的力学模型。应用大型机械CAD／CAE／CAM软件Ⅰ—DEAS对某一国产的浮钳式盘式制动器进行了有限元建模和分析，求解它们在工作状态下的应力情况。结果表明，钳体和支架的设计强度满足材料性能要求，该制动器的设计是成功的。     

盘式制动器热弹性耦合分析

探讨了汽车盘式制动器的摩擦接触热弹性耦合非线性问题及其分析方法.利用有限元分析软件ANSYS 8.1建立盘式制动器热弹性耦合分析的三维有限元模型,确定对模型求解的边界条件、载荷步及模拟工况,研究进行制动器热弹性耦合分析的过程,通过仿真计算得到制动器工作过程中制动盘瞬态温度场、应力场等重要信息.     

制动钳及其约束对制动器热机耦合特性的影响

在定义零件间的约束关系和边界条件并且设置制动器摩擦系数、对流传热系数和橡胶衬套刚度等关键参数的基础上,建立了包含制动盘、摩擦衬片、制动块背板、活塞、制动钳、保持架、导向销及其橡胶衬套等零件的完整制动器热机耦合有限元模型.利用该模型对单次制动工况下的制动盘温度、周向应力和变形等热机耦合特性进行了分析.基于该模型将导向销橡胶衬套等效为弹簧单元和固定约束,发现橡胶衬套可忽略其几何结构等效为弹簧单元,但不可忽略为固定约束.最后,结合在制动器惯量试验台上开展的制动器热机耦合试验中热成像仪等设备测量盘面温度和变形的结果,验证模型的有效性,说明制动钳对制动器热机耦合特性有重要影响.     

盘式制动器热-机耦合渐变可靠性灵敏度分析

为了解决盘式制动器由于摩擦温度过高而导致可靠性降低的问题,以某种汽车的通风盘式制动器为例,进行了热-机耦合渐变可靠性灵敏度分析.利用Workbench的“Coupled Field Transient”模块进行热-机耦合分析,得到了在紧急制动工况下制动器瞬态温度场分布,然后通过与实验结果对比分析,确定有限元模型的准确性.根据制动器最高温度不能超过许用温度的关系推测,利用自适应Kriging代理模型理论建立制动器热-机耦合可靠性功能函数模型.采用自适应Kriging-Monte Carlo 模拟 (adaptive Kriging-Monte Carlo simulation, AK-MCS)方法进行热-机耦合渐变可靠性灵敏度分析,确定设计参数对可靠性的影响程度,并用Monte Carlo法进行结果的验证.结果表明:制动盘单侧厚度对可靠性的影响最为明显,制动盘的导热系数、比热容和散热加强筋厚度次之,制动盘密度影响最小.