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汽车刹车片厚度检测装置设计研究
| 论文题名： | 汽车刹车片厚度检测装置设计研究 |
| 关键词： | 汽车刹车片;厚度检测装置;结构设计;模态分析 |
| 摘要： | 汽车的制动系统是汽车设计中重要的部分。刹车片作为制动的执行终端零部件，其损耗速度是其他零部件的几倍甚至几十倍，对于刹车片的寿命的评估，最有效准确的方法就是测量刹车片的厚度。但是刹车片通常安装在制动器内部，如果不拆卸轮毂，无法准确确认刹车片的厚度。市面上某些刹车片失效警示装置，只能对刹车片即将失效时进行提示，无法对刹车片厚度进行实时检测。因此，本文研究设计了刹车片测厚装置，此外，还对测试装置和各个零部件进行了振动模态和热-机耦合的仿真计算。 本文依据可变电阻的原理，改进滑动变阻器的相关结构，利用单片机作为电子装置的控制系统，将刹车片的厚度测量转换成对接入电路的电阻值数值的收集和处理。设计中将机械装置和电子装置分开，以此避免电子装置受到环境的影响。此后根据实际尺寸，建立制动器和测厚装置的三维模型，并进行适当简化，并根据相关参数计算预应力条件。最后对建立的有限元模型进行仿真计算，通过对刹车盘、卡钳以及机械装置的振型和固有频率分析可知，以上三种模型在受到汽车正常行驶中产生的外部激励时并不会产生共振，其次，对各部件进行模态分析时发现，刹车盘的每一阶振动形态都会对测厚装置的测量产生影响，卡钳的振动会导致汽车的刹车片发生偏磨。测厚装置在发生频率为426Hz和520Hz左右的振动时，对于测厚装置的测量影响最大。 本文研究了汽车紧急制动时测量装置的安装稳定性和使用寿命的影响规律，摄氏度通过研究可知，紧急制动时，刹车盘的最高温度达到228℃，刹车片的温度达到238℃，经过模拟，可以观察到通过对测厚装置的材料以及安装位置进行合理选择，可以有效避免紧急制动下的热量传导和部件变形的影响。在此基础上，进行了摩擦层完全损耗的热机耦合分析，研究发现，刹车片表面只有钢板时，钢板的变形规律较完整刹车片有较大的变化，对于测试装置稳定性有较大影响，因此通过分析研究，对测试装置的安装位置做了相应的调整。 |
| 作者： | 吕寅俊 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 白涛;彭进利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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