基于有限元的高速盤(pán)式制動(dòng)器摩擦分析.pdf

1、盤(pán)式制動(dòng)器在各種設(shè)備上的應(yīng)用尤其是有高速軸旋轉(zhuǎn)的設(shè)備上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，與此同時(shí)制動(dòng)器對(duì)于設(shè)備的安全運(yùn)行起著無(wú)可替代的作用，對(duì)其制動(dòng)性能的要求也越來(lái)越高，尤其是近年來(lái)高速盤(pán)式制動(dòng)器的快速發(fā)展和應(yīng)用。因此，對(duì)其制動(dòng)過(guò)程的研究也顯得尤為重要。
　　本文的研究對(duì)象是帶式輸送機(jī)上所使用的高速盤(pán)式制動(dòng)器。先從摩擦學(xué)理論和傳熱學(xué)理論的基礎(chǔ)上對(duì)高速盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了理論分析，主要是通過(guò)制動(dòng)片和制動(dòng)盤(pán)的接觸情況建立帶熱源溫升方程，熱量分配方

2、程以及溫度梯度計(jì)算方程。并借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件Pro/E建立其裝配模型，一方面可以在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行加工生產(chǎn)提供工程圖，另一方面也可以保存為IGES文件導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行仿真分析。
　　通過(guò)有限元分析軟件ANSYS對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器進(jìn)行了有限元模型的建立?？紤]模型的特殊性采用柱坐標(biāo)系建立其幾何模型并通過(guò)網(wǎng)格劃分，材料屬性的選擇，邊界條件設(shè)定以及載荷的施加等一系列前處理步驟的操作，通過(guò)后處理模擬了高速盤(pán)式制動(dòng)器在制動(dòng)壓力以及

3、三種不同轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的等效應(yīng)力分布和應(yīng)變分析圖，得出在一定的速度范圍內(nèi)由于速度導(dǎo)致制動(dòng)盤(pán)等效應(yīng)力分布和應(yīng)變量與速度的呈現(xiàn)嚴(yán)格的線性變化的關(guān)系，此為實(shí)際生產(chǎn)提供結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及高速盤(pán)轉(zhuǎn)速選擇參考的依據(jù)，避免因高速變形導(dǎo)致高速盤(pán)的外緣與鄰近結(jié)構(gòu)的摩擦撞擊的發(fā)生。又通過(guò)多物理耦合場(chǎng)有限元仿真軟件COMSOLMultiphysics對(duì)不同轉(zhuǎn)速和不同材料的情況下在制動(dòng)盤(pán)表面產(chǎn)生的摩擦溫度進(jìn)行了模擬驗(yàn)證，在一定的變化范圍內(nèi)隨著速度的增加其產(chǎn)生的最高摩擦溫