鼓式制動(dòng)器熱-結(jié)耦合分析.pdf

1、目前汽車已經(jīng)成為人們出行最主要的交通工具，其行駛的安全性是衡量其質(zhì)量的重要指標(biāo)，制動(dòng)器作為汽車制動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，其制動(dòng)性能直接決定著汽車行駛的安全性。本文以某型客車凸輪式470系列鼓式制動(dòng)器為研究對(duì)象，對(duì)鼓式制動(dòng)器的參數(shù)化設(shè)計(jì)、制動(dòng)器關(guān)鍵零部件的靜強(qiáng)度分析、熱-結(jié)耦合分析進(jìn)行了深入研究。具體工作及成果如下：
　?。?）以某型客車的整車參數(shù)為依據(jù)，以凸輪式鼓式制動(dòng)器為原型，根據(jù)汽車制動(dòng)系統(tǒng)理論求解出制動(dòng)系統(tǒng)性能參數(shù)及關(guān)鍵零部件

2、結(jié)構(gòu)參數(shù)，并完成其制動(dòng)性能、熱容量和溫升的校核及其三維模型的構(gòu)建。以VB為基礎(chǔ)語言開發(fā)鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)平臺(tái)，根據(jù)汽車設(shè)計(jì)理論并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)建立模板文件并參數(shù)化，在word模板文件中將對(duì)應(yīng)參數(shù)位置插入標(biāo)簽，以建立程序與模板文件間的交互通道，最后將程序與模板文件打包發(fā)布成應(yīng)用程序，完成設(shè)計(jì)平臺(tái)的搭建，實(shí)現(xiàn)鼓式制動(dòng)器的參數(shù)化設(shè)計(jì)。
　?。?）對(duì)制動(dòng)器關(guān)鍵部件進(jìn)行靜力學(xué)強(qiáng)度分析，包括制動(dòng)蹄、制動(dòng)底板、制動(dòng)器支架，分析三者的位移及應(yīng)力云圖，發(fā)

3、現(xiàn)制動(dòng)蹄左端凸起處應(yīng)力最大，最大值為247.3Mpa，制動(dòng)蹄與滾輪接觸的軸孔內(nèi)位移最大，最大值為0.04869mm；制動(dòng)底板底面左端靠近凸起處應(yīng)力最大，最大值為249.2MPa，制動(dòng)底板與制動(dòng)蹄連接的銷孔上端位移最大，最大值為0.2496mm；制動(dòng)器支架背面右側(cè)凸起處應(yīng)力最大，最大值為372.8Mpa，制動(dòng)器支架上端面右側(cè)頂部位移最大，最大值為1.043mm。校核后確定三者位移及應(yīng)力均滿足使用要求。
　?。?）采用瞬態(tài)熱分析有限元

4、法對(duì)鼓式制動(dòng)器進(jìn)行溫度場分析，根據(jù)能量守恒定律和傅里葉傳熱定律建立制動(dòng)器熱傳導(dǎo)模型，通過直接耦合的方法研究鼓式制動(dòng)器的溫度場和應(yīng)力場的耦合作用。選取緊急制動(dòng)和連續(xù)多次制動(dòng)兩種工況進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)在緊急制動(dòng)工況下制動(dòng)鼓溫度場和應(yīng)力場分布較均勻，而連續(xù)多次制動(dòng)工況下出現(xiàn)明顯的應(yīng)力和溫度集中現(xiàn)象。這是因?yàn)殡S著溫度的增大，熱應(yīng)力變形增大、殘余應(yīng)力疊加，致使局部應(yīng)力增大，出現(xiàn)應(yīng)力集中和溫度集中現(xiàn)象。最后對(duì)制動(dòng)鼓開裂失效現(xiàn)象進(jìn)行分析，選取開裂位置