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多片盘式湿式制动器流固耦合特性分析
| 论文题名： | 多片盘式湿式制动器流固耦合特性分析 |
| 关键词： | 多片盘式湿式制动器;流固耦合特性;仿真分析 |
| 摘要： | 多片盘式湿式制动器具有制动力矩大、抗热衰退性强、抗污染能力强等优点，近年来得到广泛应用。但是多片盘式湿式制动器在使用过程中存在摩擦衬片磨损、局部温度过高烧损、对偶钢片裂纹翘曲等不良现象，严重影响制动器整体性能和车辆安全性能。针对上述问题，重庆大江信达车辆股份有限公司提出“多片盘式湿式制动器流固耦合特性分析”产学研项目，提出基于分形理论的多片盘式湿式制动器摩擦模型，建立流固耦合系统耦合方程，研究流固耦合机理;利用有限元分析方法对制动器流场流速、压力，结构场应力、应变和安全系数，耦合场应力、应变和安全系数等特性进行研究;探究制动器性能参数对流固耦合特性影响规律。本文的主要工作包括以下几方面: (1)为了研究制动过程中对偶钢片与摩擦片（摩擦衬片和摩擦芯片统称）间接触状态，建立基于分形理论的多片盘式湿式制动器摩擦模型，分析摩擦副间微凸体实际和名义接触面积、分形维数、轮廓幅值尺度因数对粘着摩擦系数和摩擦力影响规律，计算摩擦副接触面微凸体间分子切向力和弹-塑性区域法向载荷，确定弹性与塑性接触区域临界接触斑点面积，得到摩擦系数和摩擦力变化规律; (2)建立多片盘式湿式制动器结构模型，并做一定简化处理，通过计算确定制动器制动工况、制动压力等边界条件，把简化后摩擦副模型导入ANSYS，进行流体场和结构场有限元仿真分析，对流场流速、流体对摩擦副压力和结构场接触压力、等效应力、安全系数等特性进行研究; (3)将流体分析结果导入结构分析模型，建立多片盘式湿式制动器流固耦合分析模型，研究流固耦合特性与结构仿真结果差异，并与制动器制动时真实状况进行对比，得出流固耦合特性研究结果与实际制动状况更加贴近; (4)分析摩擦系数、制动压力、制动转速、对偶钢片和摩擦片材料属性对制动器性能影响规律，并对影响制动器性能参数进行优化分析，选择对制动器制动时整体性能较好的参数组合; (5)对优化后参数组合进行仿真分析并利用盘式制动器台架实验，模拟制动器实际制动过程，通过采集、比较和理论计算得出实验结论，验证基于分形理论摩擦模型正确性和优化参数组合合理性。 |
| 作者： | 赵启东 |
| 专业： | 机械工程;车辆工程 |
| 导师： | 罗天洪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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