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原文传递盘式制动器的数值模拟

论文题名：	盘式制动器的数值模拟
关键词：	盘式制动器;瞬态温度场;应力场;有限元法;车辆工程
摘要：	在制动系统中，制动器起着控制车速的作用，是汽车上重要的安全部件。因此，制动器的设计应能充分保证其安全可靠性和使用寿命。对制动器而言，摩擦副的温度场和应力场分析计算是其设计的重要内容和选择摩擦副材料的重要理论依据。由于盘式制动器的摩擦片并不是轴对称的，因此制动器摩擦副的温度场并不呈二维轴对称分布而是具有明显的局部特征。盘式制动器温度场在轴向和径向存在较大的温度梯度，但周向的温度梯度较小，由此会产生较大的热应力及材料变形，从而影响接触状态及加速制动器的磨损。本文描述了盘式制动器温度场以及摩擦接触算法，对摩擦界面间的传热规律进行了研究。按照制动盘与摩擦片的实际几何尺寸，建立了具有速度可变效应的三维瞬态温度有限元模型和结构应力有限元模型，利用非线性有限元方法，较真实地模拟了制动器的制动过程。通过对盘式制动器在紧急制动工况下三维瞬态温度场的分析计算，揭示了制动盘受移动热源影响的情况下制动器摩擦副的温度分布规律，以及径向、周向和轴向温度梯度的变化规律；并在结构有限元模型的基础上，对制动器的整个制动过程进行模拟，计算出制动器的结构应力场和接触界面压力分布，揭示了制动过程角速度变化规律，以及角位移变化规律，探讨了不均匀的接触压力对温度场的影响。本文的计算分析结果为进一步研究制动器的热应力、摩擦材料及其制动器的热破坏，摩擦复合材料磨损机理，开发高性能摩擦材料、研制高性能制动器打下了良好的基础。
作者：	鲁国富
专业：	车辆工程
导师：	郭世永
授予学位：	硕士
授予学位单位：	青岛理工大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文