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盘式制动器热力耦合分析及热疲劳寿命预测
| 论文题名： | 盘式制动器热力耦合分析及热疲劳寿命预测 |
| 关键词： | 汽车制动器;通风盘式制动器;热力耦合;热疲劳寿命;优化设计 |
| 摘要： | 汽车制动器是确保汽车行驶安全最为重要的部件，盘式制动器的制动过程是一个复杂的热力耦合的过程，研究制动盘在制动过程中温度场和应力场相互耦合及其分布和变化规律，是制动器设计和优化最为重要的理论依据。 本文以某国产汽车前轮的通风盘式制动器为例，在考虑制动盘和摩擦片物理性能参数随温度变化而变化的前提下，利用ABAQUS非线性有限元分析软件建立通风盘式制动器热力耦合模型；根据相关试验标准,确定了盘式制动器循环制动工况，对通风盘式制动器在该循环制动工况下的边界条件进行分析计算，包括热边界、位移边界和载荷边界条件。利用完全热力耦合的方法,对盘式制动器连续制动工况的首次制动进行仿真，通过分析制动盘温度场和应力场的云图分布、制动盘表面径向节点、周向节点和轴向节点温度随制动时间的变化曲线以及制动盘径向节点所受应力随制动时间的变化曲线，得到制动过程中制动盘温度场和应力场的相互耦合关系以及分布和变化规律。 针对盘式制动器在循环制动工况下每个制动周期制动解除后，制动盘的冷却过程进行等效替代，提高了在ABAQUS软件利用完全热力耦合的方法对制动器在连续十五次循环制动工况下仿真的计算效率，根据仿真结果，得到制动器在连续十五次循环制动工况下的温度场和应力场的分布规律，对盘式制动器热疲劳失效的主要形式以及原因进行分析，基于仿真结果，得出制动盘由热应力引起的裂纹萌生的部位以及裂纹延伸的方向。 最后对制动盘热疲劳寿命预测模型进行了介绍，并利用Manson-Coffin公式对盘式制动器在连续十五次循环制动工况下的热疲劳寿命进行预测，得到该工况下的，制动盘发生失效时热应力循环的次数，并对影响盘式制动器热疲劳寿命的因素进行了简要分析。 |
| 作者： | 楚拯中 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 苏楚奇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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