通风盘式制动器热机耦合理论建模与分析

针对制动盘内外侧壁厚不等的通风盘式制动器,基于实测制动副摩擦系数一相对速度试验数据,建立了3维瞬态热-机耦合理论模型及有限元模型,分析了紧急制动工况下制动盘瞬态温度场和法向应力场在径向、周向和法向的分布特征,以及制动盘侧面热弹性变形和厚薄差变化规律.在台架试验中利用热电偶和非接触式位移计测量了制动盘表面温度和热弹性变形,仿真计算结果与试验结果具有良好的一致性,研究结果表明:制动盘瞬态温度、法向应力、热弹性变形之间存在复杂的耦合关系,这主要是由于制动盘通风槽和内、外侧壁厚不等的结构特点以及摩擦、热、机械的相互作用所致.     

盘式制动器接触压力与热机耦合特性仿真分析

接触压力分布特性和热-机耦合动力学特性对制动器的综合性能具有重要影响。针对某通风盘式制动器,分别以活塞刚性面和钳指刚性面模拟活塞侧和钳指侧制动块的法向力作用,建立了三维瞬态热-机耦合动力学有限单元模型。基于该模型进行紧急制动工况下制动盘和制动块之间的接触压力分布特性、制动块的热-机耦合特性（温度场、应力场与热变形）的仿真计算,并分析了二者之间的相互作用规律。分析表明：摩擦衬片的开槽结构、活塞和钳指的形状会显著影响接触压力分布特性;制动块的瞬态温度场、应力场和热变形具有复杂的时间变化和空间变化规律。     

基于ANSYS的盘式制动器制动噪声分析

针对汽车盘式制动器制动过程中的噪声问题,以振动噪声理论为基础,通过3D绘图软件Pro/e建立制动盘和摩擦片模型,通过Ansys有限元软件对其进行了动力学分析,提取了其前15阶模态并进行了分析,发现制动盘等零件的某几阶模态是引起制动尖叫的主要诱因,对降低制动过程中出现的尖叫以及结构的优化有指导帮助作用。     

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.     

基于ANSYS工业盘式制动器制动尖叫研究

为降低工业用盘式制动器的制动噪声,首先对制动尖叫产生的机理进行理论分析,随后利用ANSYS对工业制动器建立模型并进行制动模态分析,提取出复特征值及非稳定振动模态图,找出引发制动尖叫的共振频率,最后以此提出改进措施,从而为制动器的结构优化设计和使用提供一定的理论指导。     

点盘式制动器在起重机上的应用

本文详析了制动器输出外特性,提出用点盘式制动器代替目前国内生产的外抱块式制动器的理论依据.在文还推荐了基本型的典型构造及新型的松闸器——电磁泵,对今后起重机用点盘式制动器的系列型谱提出了初步设想.     

面向热机耦合特性分析的制动器摩擦特性模型

以通风盘式制动器为对象,建立制动器热-机耦合有限元模型,并建立实测摩擦系数、最大恒定摩擦系数、最小恒定摩擦系数和等效恒定摩擦系数4种摩擦特性模型,进行紧急制动工况下制动器热-机耦合特性的仿真分析.通过对比分析4种摩擦特性模型条件下的制动盘瞬态温度场、应力场以及热变形情况,探讨了面向制动器热-机耦合特性分析的制动副摩擦系数特性的模型建立方法.     

基于变异系数的盘式制动器热-应力耦合场研究

摩擦片材料属性影响着接触压力的不均匀程度,为了更精确地描述接触压力不均匀度,引入变异系数,以此来量化接触压力的不均匀性,并采用控制变量法探讨了变异系数随摩擦片材料属性的变化规律.研究结果表明:温度对接触压力的不均匀性影响很大,考虑温度影响后,接触压力变异系数由21.25%增加到49.51%,较大地增加了接触压力的不均匀性;摩擦片材料属性对变异系数影响明显,随着摩擦片弹性模量、热膨胀系数增加,变异系数逐渐变大;随着比热容、热传导系数、密度增加,变异系数逐渐变小.因此,适当降低弹性模量、热膨胀系数或增加比热容、热传导系数和密度,有利于改善接触压力的不均匀度,从而延长摩擦片使用寿命.     

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.     

盘式制动器的制动效能分析

在汽车的设计过程中,运用理论计算,可在产品开发初期对其性能进行分析预测,用于辅导与修正设计,以尽快实现并行工程的设计思想。本文将根据整车的相关参数以及选定的制动器参数来分析该车制动器的制动效能,以判断其参数的选择是否满足要求。     

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.     

盘式制动器制动时的热应力分析

制动器摩擦副的温度/应力场耦合分析计算是制动器设计的重要内容和选择摩擦副材料的重要理论依据。文章以制动中的盘式制动器为研究对象,建立了盘式制动器的有限元模型;模型考虑了制动盘和摩擦衬片间的滑动,利用非线性有限元多物理场方法,模拟了制动过程中的温度应力分布情况。     

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。     

盘式汽车制动器的有限元模态分析

以夏利汽车前轮盘式制动器为研究对象,建立了包括制动钳和摩擦片在内的耦合模型,进行了模态分析,得到了制动器在制动状况下的模态参数.并对有限元模型的简化和各部分之间的连接方式进行了探讨,分析结果对盘式汽车制动器动态性能及减振降噪机理的研究提供理论基础和依据.     

盘式制动器旋转结合面的热-结构耦合特性

为探索盘式制动器制动盘与制动片之间的摩擦生热规律及其热流分配规律,应用有限元软件对汽车紧急制动过程进行模拟,研究了制动器在制动过程中温度场、应力场的分布规律及其变化特征.研究结果表明:在制动过程中,系统的应力场和温度场分布都不均匀,二者沿径向和轴向都有较大的梯度,而沿周向的梯度相对较小;由于热应力和机械应力的作用,制动盘会发生热变形,从而使接触状态改变,并导致压力分布的变化,而接触压力的变化反过来又影响摩擦热流的输入;制动盘的变形既是温度场和应力场耦合作用的结果,也是振动摩擦耦合作用的结果.     

用闭环耦合模型对盘式制动器制动尖叫的研究

盘式制动器的制动尖叫是一个复杂的动力学问题。针对一个有尖叫倾向的盘式制动器,应用有限元技术和模态综合方法建立了一个闭环耦合模型,并简要分析了摩擦面的摩擦耦合与各部件联接界面的弹性耦合对耦合模型的影响。应用此模型,分析了尖叫倾向与耦合条件的关系,决定从制动器部件的模态参数入手抑制制动尖叫。通过分析系统不稳定模态的子结构模态构成,发现制动钳支架的某阶弹性模态是影响尖叫发生的关键,修改该阶模态即有可能抑制制动尖叫。     

某微型车盘式制动器制动噪声分析

以制动器制动噪声产生机理为基础,针对某微型车制动过程中的噪声问题,使用有限元软件建立制动盘、制动块以及制动钳支架的模型,对零部件和制动器总成进行实模态和复模态分析。结合噪声试验判定制动器系统与制动噪声相关的不稳定模态,预测可能的噪声频率,找到各部件对制动噪声影响最大的几阶模态,进行结构优化。研究结果表明:通过对制动器系统的实模态和复模态分析,可以预测噪声发生时的频率、不稳定模态以及制动器部件的振动状态,通过结构参数优化可以实现降噪目的。     

基于Fluent和Workbench对盘式制动器的冷却性能分析

针对不同转速研究盘式制动器的流场和冷却性能,提出一种分析方案:首先通过Fluent对不同转速下制动器周围流场和散热特性进行数值模拟,再结合结果通过Workbench对给定制动能量需求达到稳态的温度场进行数值模拟.结果表明:随着转速提高,通过制动器的气流质量流量线性增加,制动盘表面对流换热系数增大,热负荷能力增强.     

盘式制动器尖叫的馈入能量分析

从馈入能量的角度来探讨对制动尖叫噪声分析的方法。在制动器的摩擦闭环耦合模型的基础上 ,推导了系统尖叫模态的馈入能量计算方法。基于馈入能量的分析 ,可较直观地看出一些结构参数对制动噪声的影响 ,如摩擦因数、制动块形状、刚度及有重要影响的子结构模态振型 ,并有助于分析抑制噪声的结构修改方案。该方法对制动器结构振动噪声的分析具有指导意义     

盘式制动器热弹性不稳定性的有限元分析

采用有限元分析法分析盘式制动器热弹性不稳定性,建立了三维盘式制动器热力学分析模型,基于交错接触的中间处理器用来交换结果数据:温度,摩擦接触力,位移和变形。对制动盘的厚度变化(DTV)和温度的分布进行了计算,验证了有限元模型的可靠性,并确认了计算方案。为盘式制动器的选材、结构设计以及磨损提供了理论依据,对制动的振动和噪声研究有很好的工程使用价值。