基于變異系數(shù)的盤式制動器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、盤式制動器在制動過程中，接觸壓力的不均勻可導致其溫度和磨損的不均勻，從而降低了制動塊的使用壽命。但以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計難以描述結(jié)構(gòu)與功能之間的相互關(guān)系。因此，定量地描述制動過程中接觸壓力的不均勻性對改善制動塊壽命和制動過程穩(wěn)定性具有重要的意義。 為了定量地描述制動壓力的不均勻性并將其與制動塊結(jié)構(gòu)參數(shù)間相耦合，本文引入變異系數(shù)，來量化接觸壓力的不均勻性，并建立了變異系數(shù)隨制動塊結(jié)構(gòu)參數(shù)變化的數(shù)學模型，采用控制變量法來探討變異系數(shù)隨制動塊

2、結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化規(guī)律，優(yōu)化制動塊結(jié)構(gòu)，使其在制動過程中具有均勻應(yīng)力分布，延長制動塊使用壽命。 研究表明，變異系數(shù)受摩擦片徑向長度、軸向?qū)挾取⒑穸群椭苿颖嘲搴穸鹊挠绊懨黠@，即變異系數(shù)隨著摩擦片徑向長度的增加、軸向?qū)挾鹊臏p少、厚度的增加、制動背板厚度的增加而降低；隨后探討了摩擦片與制動背板厚度合理分配的規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)增加制動背板厚度比增加制動塊厚度更能有效地改善接觸壓力的不均勻程度。 在此基礎(chǔ)上，以降低變異系數(shù)值為目標對制動塊

3、進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，可大幅度地降低其接觸壓力的不均勻性。結(jié)果表明，優(yōu)化后，接觸壓力的變異系數(shù)從39.32％降低到24.04％，制動塊的制動不均勻性降幅達38.86％，同時增加平均接觸壓力和接觸面積，提高了制動塊的制動效能。 論文進一步研究了優(yōu)化前后的制動塊溫度場的不均勻性。結(jié)果顯示，優(yōu)化后，接觸界面溫度的變異系數(shù)值從43.61％降低到28.11％，減少幅度達35.54％，改善了溫度場的不均勻程度；同時降低了最高溫度，而且優(yōu)化后溫度