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盘式制动器热—结构耦合分析及寿命预测
| 论文题名： | 盘式制动器热—结构耦合分析及寿命预测 |
| 关键词： | 盘式制动器;应力场;温度场;接触压力场;热疲劳寿命;寿命预测;耦合特性 |
| 摘要： | 制动器是汽车制动系统的核心元件，对汽车的安全性能有着至关重要的作用。由于盘式制动器在车辆中的应用日益广泛，因此对盘式制动器进行深入的研究有着重要的意义。盘式制动器的制动过程是一个典型的热-结构耦合过程，并对制动器的热疲劳以及振动产生重要影响，关于制动器-热结构耦合特性的研究，对提高制动器性能与设计水平具有重要意义。 本文综述了盘式制动器热-结构耦合的研究现状，对摩擦面的传热规律进行了归纳总结。基于盘式制动器制动盘与制动片之间的摩擦热生成规律及其热流分配规律，建立了有限元分析模型。应用非线性有限元软件模拟了制动器的制动过程，在分析计算中考虑了制动压力、摩擦系数、材料膨胀系数以及对流换热边界条件对分析结果的影响。 通过对盘式制动器的热-结构耦合制动过程的仿真分析计算，得到了在制动过程中制动盘与制动片的瞬态温度场、接触压力场以及热应力场的分布规律。在紧急工况下，温度场呈非对称分布，在径向存在较大温差，而轴向温度差较小。随着制动过程的进行，温度场逐渐呈现近似轴对称分布。在摩擦热流输入和对流换热的共同作用下，接触表面的最高温度都出现在摩擦半径处，并沿径向逐渐向两侧降低。制动盘所受热应力远大于机械应力，且应力最大值出现在摩擦半径处。 本文通过对盘式制动器的温度场、应力场和接触压力场研究的基础上，采用Manson-Coffin公式对盘式制动器的热疲劳寿命进行了预测，并对影响制动盘寿命的因素进行了分析。 |
| 作者： | 郝明树 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张一兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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