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纤维增强改性树脂汽车制动器衬片高温摩擦学性能研究
| 论文题名： | 纤维增强改性树脂汽车制动器衬片高温摩擦学性能研究 |
| 关键词： | 改性树脂;增强纤维;有限元分析;汽车制动器;高温摩擦学性能 |
| 摘要： | 汽车在紧急制动过程中，汽车制动器衬片由于摩擦会产生大量的热，摩擦表面温度瞬间升高会引起摩擦材料组分发生物理和化学反应，影响摩擦性能的稳定性。为了提高汽车制动器衬片的高温摩擦性能稳定性，本课题选用普通树脂和耐高温性能良好的硼改性酚醛树脂和三聚氰胺改性树脂为粘结剂，木质素纤维、陶瓷纤维、碳纤维为增强纤维，采用冷压成型、热压固化，热处理等工艺制备汽车制动器衬片，主要研究改性树脂和增强纤维对汽车制动器衬片摩擦性能的影响，为研究新型汽车制动器衬片提供理论和试验依据。 本文采用ABAQUS有限元仿真分析制动过程中汽车制动器衬片的热-力耦合过程，分析结果显示:树脂粘结剂和增强纤维的不同会影响汽车制动器衬片温度场和应力场的分布。当增强纤维相同时，三聚氰胺改性树脂汽车制动器衬片的最高温度值低于硼改性酚醛树脂和普通酚醛树脂汽车制动器衬片的最高温度值，且最大应力值也最小;当树脂粘结剂相同时，木质素纤维增强汽车制动器衬片的最高温度值和最大应力值均低于陶瓷纤维和碳纤维增强汽车制动器衬片的最高温度值和最大应力值。综合分析，木质素纤维增强三聚氰胺改性树脂汽车制动器衬片的最高温度值和最大应力值相对较低，在相同的制动工况下，其制动性能更优。 设计不同种类树脂和增强纤维的汽车制动器衬片配比，对其进行力学性能和摩擦磨损性能分析，并借用SEM对汽车制动器衬片的微观形貌进行观察。结果表明:硼改性酚醛树脂和三聚氰胺改性树脂能有效改善汽车制动器衬片的力学性能，且三聚氰胺改性树脂的耐热性高于硼改性酚醛树脂和普通酚醛树脂，减少汽车制动器衬片的热衰退，提高摩擦系数的稳定性，降低磨损率;另外，增强纤维的加入使汽车制动器衬片的摩擦性能更稳定，其中木质素纤维在三聚氰胺改性树脂汽车制动器衬片中的纤维增强作用最优。 对比仿真结果和试验结果可知，摩擦材料用三聚氰胺改性树脂做粘结剂，木质素纤维做增强纤维时其综合性能最优。 |
| 作者： | 王呈敏 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 杨学锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 济南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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