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湿式多片制动器热—结构耦合分析
| 论文题名： | 湿式多片制动器热—结构耦合分析 |
| 关键词： | 工程车辆;湿式多片制动器;耦合分析;破坏机理;有限单元法 |
| 摘要： | 湿式多片制动器因工作性能稳定、使用寿命长、制动容量大等优点，越来越广泛地应用于工程车辆上，随着工程车辆向着日益大型化的方向发展，热过载导致湿式多片制动器的失效愈发突出。本文以ZL-50装载机的湿式多片制动器为研究蓝本，结合传热学、热弹性力学理论，利用有限单元法完成了其多物理场的耦合分析，并探讨了破坏机理，力图为今后的制动器设计提供参考。 以固体传热学理论为基础，推导出了相对滑动体之间的瞬态热传导-对流微分方程。根据湿式多片制动器的实际尺寸，建立了三维瞬态温度场和应力场分析的有限元模型，并考虑了实际制动工况的各运动和动力参数的变化、对流换热边界条件等因素。揭示了径向、周向、轴向温度和应力分布规律，认为径向温度梯度是导致周向应力，进而产生径向疲劳裂纹的主要因素。 在获得初始压力分布规律的基础上，比较了不同摩擦副的温度场和应力场的分布情况，发现其受初始压力分布的影响很大。将湿式多片制动器两个物理场分布的影响因素分为结构因素和材料因素，并探讨了不同因素对温度和应力的影响程度。 针对装载机的典型作业工况，充分考虑了多次、高频率制动的累加效应，建立了湿式多片制动器120min循环制动的散热和应力场二维有限元模型。将多次循环制动等效简化为持续制动，得到了温度场和应力场变化的总体特征，发现两个物理场遵循―不均匀增长-等幅增长-随油温等幅变化的规律。以某次制动开始时刻的总体特征分布为初始条件，获得了温度场和应力场的瞬时特征，发现两个物理场遵循―快速不均匀增长-较慢下降-下一时刻总体分布特征的规律。 |
| 作者： | 雷江泉 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 孙冬野 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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