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原文传递盘式制动器支架失效机理研究

论文题名：	盘式制动器支架失效机理研究
关键词：	车辆盘式制动器;建模方法;失效机理;数值计算;磨损特性
摘要：	目前车辆由于机械故障造成的事故中，70％是由车辆的制动性能引发的，制动器的制动性能对行车安全起着至关重要的影响。相较于其它类型制动器，盘式制动器的制动效率更高、制动性能更加优越，目前被绝大部分汽车所采用，所以针对盘式制动器的研究变得越来越重要，支架作为盘式制动器的关键零部件，它的失效对车辆制动性能有着显著影响，所以对支架的失效机理研究具有必要性及可行性。本文采用理论分析、试验研究及数值计算相结合的方式，从强度特性、疲劳特性及磨损特性上对盘式制动器支架的失效进行研究，主要研究内容如下：　　（1）取盘式制动器摩擦块的标准试样进行压缩试验，建立制动盘-摩擦块制动过程的数值模型得出材料参数；据此建立支架受力分配分析模型，得出支架边界载荷，并验证了结果的可靠性；针对支架应力场分析，采用三种建模方法对支架进行数值建模，研究盘式制动器支架的强度特性，与支架疲劳台架试验和应力测量试验结果进行对比验证，验证出支架加转向节建模方法为最佳建模方法，支架应力最大值出现在较细拱桥一侧，略高于屈服极限，会出现断裂。　　（2）基于20万次疲劳台架试验，建立盘式制动器的疲劳分析模型，研究盘式制动器支架疲劳特性，得到疲劳寿命为4282.66次与试验结果之间存在22.1%的误差；对盘式制动器支架进行形状优化，优化后的支架最大应力低于材料屈服强度，疲劳寿命大大延长，有效解决了支架过早失效问题。　　（3）对支架与摩擦衬块之间的磨损特性进行研究；取盘式制动器支架的标准圆柱试样进行单向压缩试验，建立支架凸台与摩擦块衬块的本构模型；采用 Archard线性磨损模型，运用ABAQUS软件及用户子程序UMESHMOTION对其进行磨损分析；结合磨损深度试验，探讨支架凸台的磨损规律；发现磨损区域内节点的磨损深度与磨损次数成正比，摩擦与非摩擦交界处磨损深度最大且跳动幅度很大，应力最大值也出现在此处，得出摩擦与非摩擦交界处易形成高应力集中区，可能出现疲劳裂纹或疲劳磨损。
作者：	姚凯
专业：	机械工程
导师：	张智敏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏科技大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文