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基于ANSYS的制动器摩擦生热分析
| 论文题名： | 基于ANSYS的制动器摩擦生热分析 |
| 关键词： | 汽车盘式制动器;温度场;有限元模拟;摩擦生热分析 |
| 摘要： | 现如今汽车行业发展的非常迅猛，尤其我国的汽车增长量也非常的快，随之而来的交通事故也就更容易发生，所以车辆的安全性也就越发的受人们的重视。制动器是制动系统的执行者是制动系统的核心部件，它的性能将直接影响到车辆的行驶安全，所以盘式制动器的研究是不容忽视的。 制动器的工作环境是一个复杂的多场耦合作用，但主要影响制动器性能的是温度场和应力场耦合效应，对制动器的热-结构耦合的研究将对制动器的设计与改进具有很大的意义，也为新型制动器材料开发研制和机构优化提供了一些理论依据。 本文综述了盘式制动器在制动过程中所产生的热量对制动器的影响，并分析了制动器的温度-应力场耦合发展历程及研究现状，通过对盘式制动器的工作原理的理解，使用了CATIA建立了三维有限元模型，并通过ANSYS有限元软件对模型进行参数设定和网格划分，最后利用ANSYS瞬态非线性仿真模块对制动器进行制动过程的模拟仿真分析。 通过ANSYS对盘式制动器在紧急制动工况下的仿真分析，可得到盘式制动器在制动过程中制动盘和摩擦块任意时刻的温度场分布云图和应力场分布云图，这样使研究人员更为直观地观察到制动盘和摩擦块上的温度场和应力场的分布，还可以通过设定的节点观察制动盘和摩擦块的径向、轴向温度场和应力场随制动时间的变化情况。通过仿真分析得，在制动过程中制动的温度场的分布并非对称，并且制动盘的最高温度不是出现在制动结束时。开始的最高温度出现在摩擦半径较大处，随着制动过程的结束，制动盘的温度逐渐向制动盘的中心扩散；由开始具有明显的尾迹现象到呈均匀分布的趋势。通过连续制动的仿真分析，我们可得每一次制动过程制动盘都是先升温后降温，但每次的升温降温的最高值和最低值都有所升高，随着连续制动次数的增加，制动盘的散热速度在不断的加快。 本文对盘式制动器的摩擦热仿真分析对盘式制动器的开发设计及优化具有参考意义，通过热-结构耦合分析也为制动器的热疲劳及其使用寿命的研究提供了理论参考。 |
| 作者： | 孟祥宝 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 任靖日 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 延边大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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