摩擦制动器温度场的研究现状和展望

对摩擦制动器温度场及摩擦副之间热分配机制、制动过程的能量转换现象、温度场求解方式、表面摩擦温度模型、温度和磨损的关系、热弹性不稳定问题、表面接触模型、热生成模型、表面氧化膜对摩擦系数的影响等问题的研究现状进行了综述和评价,最后展望了摩擦制动器温度场的研究方向.     

摩擦引起的制动器热点问题综述

基于国内外近20年来关于制动器摩擦热点的大量文献,系统评述了试验研究和理论分析方面的研究进展,深入分析了既有理论的缺陷,提出了制动器热点研究存在的悬疑问题,进而对未来制动器热点研究的重点方向提出了建议.     

摩擦材料热分解温度初探

分析了摩擦副摩擦热的产生、扩散及“热影响表面层”的形成。在测试结果的基础上分析了热分解温度对摩擦性能的影响，同时指出热分解温度对于研制和科学运用摩擦材料的意义。     

组合式摩擦离合器-制动器优化设计

近几年来,随着机械优化设计理念的深入和应用,改进后产品的性能得到了明显的提高。作者查阅了大量相关资料后确发现,对于曲柄压力机的关键部件———组合摩擦离合器 制动器的优化设计研究相对较少。就此,作者通过优化设计方法,建立了相关数学模型,用优化设计方法对组合式摩擦离合器 制动器进行了设计计算。并就优化设计与传统设计的结果进行了比照。结论表明,优化设计结果优于传统设计。优化数学模型的建立是合理的。同时,该优化数学模型对其它类型的离合器和制动器设计具有一定的参考价值。     

湿式多片式制动器摩擦热温度场分析

本文针对湿式多片式制动器的工作特性,并根据制动过程中摩擦副热传导的物理现象建立了求解湿式制动器摩擦温度场数学模型微分方程;同时为了提高制动效率,制动器设计中应尽可能增加摩擦衬片的接触面积或者接触摩擦副的数量,从而减小制动轴向压力。     

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.     

湿式多片制动器摩擦衬片初始压力分布研究

研究湿式多片制动器摩擦衬片初始压力分布和结构变化对初始压力分布的影响.建立摩擦衬片初始压力分布有限元计算模型,编制参数化计算程序,通过适当改变零件的结构,使其初始压力分布趋于合理.通过改进湿式多片制动器的支承盘结构及安装形式、活塞的结构、摩擦偶件的厚度,使摩擦衬片初始压力与半径成反比,符合等热流密度设计.研究表明它们对摩擦衬片初始压力分布有重要影响.     

干式气动摩擦离合/制动器改良设计

干式气动摩擦离合/制动器改良设计及校验.     

大型空间机械臂制动器陶瓷摩擦副的研制

根据大型空间机械臂制动时的安全需求,基于大型空间机械臂制动安全的数学模型,确定了制动器摩擦副的综合设计指标.以制动器力矩稳定性及寿命等为指标,计算了摩擦副的等效半径及喷涂厚度,设计了基于陶瓷材料的摩擦副.研制了陶瓷摩擦副制动器样机及实验台.通过对制动实验数据的分析,验证了摩擦副设计的正确性.结果表明,以大型空间机械臂制动安全指标推算制动器摩擦副综合设计指标,以此来进行制动器摩擦副设计是可行的.     

鼓式制动器接触分析

通过建立鼓式制动器的理论模型，并运用工程分析软件ANSYS对摩擦衬片和制动鼓之间的摩擦接触进行分析，得出接触压力的分布行性及制动器的应力分布场，强化了理论设计。结果表明这一方法对于鼓式制动器的分析计算有很高的精度。     

闸片摩擦块排列方式对高速列车制动盘磨损深度的影响

制动盘的摩擦磨损是高速列车盘式制动工作失效的重要原因,且摩擦块的排列方式是影响制动盘最大磨损深度的重要因素。为研究摩擦块排列方式对制动盘最大磨损深度的影响,考虑摩擦温度、接触应力和相对滑移速度在制动过程发生变化,基于Archard磨损模型进行修正,利用Ansys有限元仿真软件,建立制动盘-闸片三维瞬态模型,采用列车在通过42号道岔紧急制动时的工况,仿真计算了不同摩擦块排列方式下制动盘摩擦面的最大磨损深度值。分析了最大接触应力,提出了“应力磨损因子”参数,用来表征应力对最大磨损深度的影响。提取了径向节点磨损深度,分析了摩擦表面的磨损形貌,给出了摩擦块不同排列方式对制动盘磨损深度的影响规律。该研究为改善制动盘磨损提供理论依据和新的思路,为今后铁路制动系统闸片结构的设计提供了借鉴。     

基于虚拟仪器的汽车刹车盘表面粗糙度的测量

介绍了基于虚拟仪器开发的汽车刹车盘表面粗糙度测量系统,给出了该系统的硬件和软件实现方法,分析了测量中误差产生的原因并提出了相应的解决办法,该系统具有测量精度高、效率高、可靠性高等优点.     

载货汽车制动蹄片温度监测方法研究

为实时掌握载货汽车制动蹄片温度变化状况,研究一种用于监测制动蹄片温度的方法. 通过运动分析找出制动蹄片位移最大位置,从而获得温升最大位置,也即蹄片温度监测点;利用传感器、数据采集模块、数据处理模块构建载货汽车制动蹄片温度监测系统,进行传感器选型、软件系统设计、研究系统实施方法;通过对比验证实验进行监测系统数据采集. 实验结果表明,系统的监测误差≤2.5%,证实了该制动蹄片温度监测系统的有效性.     

非光滑表面制动盘摩擦磨损性能有限元分析

基于摩擦试验要求的外形尺寸和非光滑结构的设计尺寸,建立了非光滑表面刹车盘/片模型,通过分析制动过程中接触压力与摩擦热之间的交互作用关系,建立了制动盘/片的热-应力耦合分析模型,并应用Ansys/LS-DYNA对非光滑表面刹车盘/片系统的摩擦磨损性能进行了有限元分析.分析结果表明:当盘孔间距为1mm,盘孔直径为08mm时,非光滑刹车盘/片试样呈现最小的vonMises应力,为耐磨性最佳的非光滑形态.通过摩擦磨损试验得到与模拟相应试样的磨损量及动摩擦系数,比较后发现二者均体现出与模拟结果中vonMises应力相一致的变化规律,验证了模拟分析结果的可信性.     

叶片型面快速测量方法及系统研究

获取叶片型面数据主要有接触式与非接触式两种方法,在非接触式等步长测量方法的基础上,提出一种叶片型面快速测量的新方法,并通过实验验证其测量效率和测量精度.在获取理论模型数据点的基础上,用改进的直线夹角法提取叶片截面曲线的特征点,将其与原数据进行比对,计算Hausdroff距离;在保证曲线拟合精度的前提下减少测点数目.搭建测量硬件系统,开发自动测量软件,实现获取叶片型面数据的非接触式等步长测量和按截面曲线特征点的快速测量.最后进行等步长式与快速测量式两组实验,对测量数据进行数据处理并对比测量误差,验证了快速测量方法的可行性.     

温度法中室温测量与修正系数

实践表明,现行住宅室内采暖空气温度测量的方法和标准并不适用于分户计量“温度法”对室温的长期监控.针对由此带来的不便和误差问题,通过实测数据的分析,在室内测温标准基础之上,总结出更适合长期室内测温的方法.通过对四个测温房间的有关参数测量,整理分析后给出了室内长期测温的温度修正系数,为今后“温度法”分户计量技术在我国的实施提供参考依据.     

基于LabVIEW的温度测试系统的研究

介绍了AD590温度传感器的特性和系统结构设计,重点阐述了虚拟仪器系统的构建和系统软件设计.利用虚拟仪器丰富的开发资源,基本不投入仪器设备及硬件,设计出具有较高的应用价值的传感器特性测试系统.并用软件进行滤波及归一化处理抑制采集噪声,提高系统的测试精度.     

提升机闸瓦温度监测系统的研究

为了有效地保护提升机闸瓦的制动性能、提高其工作可靠性和使用寿命,建立了提升机闸瓦在制动过程中的温度监测系统,该系统由检测系统及报警器、通讯线路、上位机等组成,能对提升机闸瓦温度进行在线测量和实时监控,具有能耗低、体积小、可靠性和稳定性好,信息处理能力强等特点,该系统为工作人员提供了有效数据参考,可以根据监测结果及时进行相关参数的修正,在保证闸瓦性能的前提下提高了制动系统的安全可靠性。     

基于比色法的温度场测量

本文对使用数字相机对SiC表面进行温度测量,成功地将比色法应用于相机的数字测温,其测量结果以伪彩色图的方式直观反映出来。     

干涉法测量气体温度场的深入研究

研究了光学干涉方法测量气体的温度分布,组建激光干涉测量系统,通过实验得到有温度扰动的气体流场的干涉条纹,用CCD采集干涉条纹图,并对其进行傅立叶变换、相位提取和数值计算等分析处理,得出气体的温度场分布.光学干涉法可以实现高效、高精度、全场温度分布的测量,适用于工业应用中的温度测试.