盘式制动器摩擦片热-结构耦合分析.pdfVIP

第 7期 机械 设 计 与 制造 2010年 7月 Machinery Design Manufacture 195 文章编号：1001—3997(2010)07—0195—02 盘式制动器摩擦片热一结构耦合分析 荣 兵 巢凯年 (西华大学 交通与汽车工程学院，成都 610039) Analysisofthethermal-structurecouplingonthefrictionplateofthediscbrake RONG Bing，CHAO Kai—nian (Dept．oftheTransportationandAutomobileEngineeringofXihuaUniversity，Chengdu610039，China) 5 摘【 要】采用间接耦合法对盘式制动器摩擦片进行热一结构耦合分析，较准确的反映了整个过程中5 ；摩擦片的瞬态温度和应力变化情况。最后得到了制动过程中摩擦片受温度、制动压力、摩擦力共同作用的 ； ；强度分布。为摩擦片的材料选择，尺寸设计提供了理论依据。 ： 6 关键词：热一结构耦合分析；摩擦片；瞬态温度和应力变化；强度 6 1 A【bstract】UsedtheHeat—StructureCouplingMethodtoanalyzethefrictionpzeofthediscbrake，l ：moreaccurateresponsetothetransienttemperatureandstressesinthewholeprocess．Finally，itgetsthe； jintensitydistributionofthefictiontemperature，brkaepressure,frictionwhichtkaingparttogetherduring { !thebrakingprocess．Itsuppliesthetheoreticalbasisfortheselectionofthefrictionplatematerialandsizel _idesign· _{ 6 Keywords：Thermal—structuralcoupledanalysis；Frictionplate；Transienttemperatureand 6 Ll_。●![】H…： 】H…】。脚卜…，_。…一…】H………】目……一……】H……】H…～】啪】。…卜…】目……】H………0J‘ 中图分类号 ：TH16，TM315 文献标识码 ：A 随着汽车工业的发展，车速越来越高，载荷越来越大，而对制 动器的尺寸要求越来越小。这意味着制动器部件单位面积所承受 的载荷及吸收的能量会大大增加，因而对制动器性能的要求也越 来越高。在盘式制动器中，是把摩擦片压在转动的制动盘上，把动 能转化为热能消耗掉，从而达到制动的效果。在此过程中，摩擦片 不仅受到由摩擦产生高温的影响，导致热应力引发表面裂纹、翘 曲等一系列的问题，还要承受制动压力、摩擦力而产生结构上应 力和应变。在很多研究中，就把摩擦生热引起的热传导分析和制 图1摩擦片模型 动压力引起的结构分析分开，而这样就大大降低了模拟计算的精 确性。因此本文将采用问接耦合法，通过把摩擦热分析的结果作 2工况的确定 主要计算紧急制动工况下的盘式制动器的摩擦片瞬态温度 为结构压力和摩擦力场分析的载荷来实现两种物理场的耦合，从 场及应力场的分布情况。工况为制动初始车速 lO0kmh／，制动压 而使计算数据更精确。 1盘式制动