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气压盘式制动器物理建模与仿真分析
| 论文题名： | 气压盘式制动器物理建模与仿真分析 |
| 关键词： | 汽车制动;气压盘式制动器;直接热力耦合;温度场 |
| 摘要： | 本文在借鉴气压盘式制动器YF3501AD01的基础上建立了气压盘式制动器的CAD模型、动力学模型和热力学模型，分析了制动器在制动过程中的动力学性能和热力学性能。 在UG软件中建立了气压盘式制动器的CAD模型，清楚地展现了气压盘式制动器的结构特点和零部件的形状及装配位置关系。 基于气压盘式制动器的结构特点和工作原理，在ADAMS软件中建立气压盘式制动器的动力学模型。通过进行动力学模拟，分析制动器在制动过程中的动力学性能，即制动时间、制动盘的角速度和角加速度、制动盘与摩擦片之间的接触压力和切向摩擦力、制动盘的制动力矩。在制动器动力学分析的基础上，应用ADAMS软件对压力臂的结构进行了优化。在制动停止时间一样的前提下，经过对压力臂的优化，制动盘与摩擦片间接触压力与制动气室的提供力之比值增大了约25％。 基于制动器工作过程中摩擦热的生成和摩擦热在摩擦副之间的分配原理，建立了气压盘式制动器的热力学模型，应用以动力显式算法为主的有限元软件ANSYS/LS-DYNA对制动器的制动过程进行热力学模拟。采用直接热力耦合的方法分析制动器在制动过程中的温度场，考虑了材料的热膨胀作用对温度场的影响。在热力学模型中，建立了制动盘与摩擦片接触的摩擦生热关系，设置了随制动盘转速和温度而变化的摩擦副表面的对流与辐射散热系数，设置了间隙调节器、制动钳分别施加给摩擦片的接触压力。通过热力学模拟，分析了制动器的热力学性能，即摩擦副的接触表面温度场、轴向截面温度场及摩擦片内部温度场。在摩擦热和表面散热的共同影响下，制动盘和摩擦片接触表面的最高温度都出现在沿径向的中间位置处，从沿径向的中间位置处到内、外径，表面温度呈现降低的趋势。通过修改材料的热力学参数来分析参数变化对温度场的影响，发现摩擦副表面温度随材料的比热容和导热系数的增大而降低，摩擦材料的热膨胀系数对温度场的影响极小。 |
| 作者： | 向上升 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 华林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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