ISIGHT 集成CATIA 和ABAQUS 的制动蹄轻量化设计 - 中南大学学报.PDF

第 47 卷第 7 期 中南大学学报( 自然科学版) Vol.47 No.7 2016 年 7 月 Journal of Central South University (Science and Technology) July 2016 DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2016.07.012 ISIGHT 集成CATIA 和ABAQUS 的制动蹄轻量化设计 赵国伟，唐进元，张质子 ( 中南大学 高性能复杂零件制造国家重点实验室，湖南 长沙，410083) 摘要：以制动器强度和刚度作为约束条件，采用计算机辅助集成技术对领从蹄式制动器中的制动蹄进行轻量化设 计研究。使用 ABAQUS 软件对领从蹄式制动器进行有限元分析，得到制动蹄的应力分布情况，并提取分析过程 中制动鼓受到的摩擦力矩。通过ISIGHT 软件集成 CATIA 和 ABAQUS 对制动蹄进行参数优化，对优化结果再次 使用 ABAQUS 进行进一步分析，以提高分析精度，确定制动蹄最终的优化尺寸。研究结果表明：由分析得到的 摩擦力矩与实验的制动力矩比较可知基于 ABAQUS 的分析步骤与方法正确可行。使用轻量化方法对制动蹄进行 轻量化设计的效果较好，质量降低 17.87%，应力仅增加2.86% ，既实现了制动蹄的轻量化，又保证了制动蹄的强 度和刚度。研究结果可为同类产品的有限元分析以及轻量化设计提供参考。 关键词：制动蹄；轻量化；有限元分析(FEM) ；ISIGHT 软件 中图分类号：TH132.41 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2016)07−2260−06 Brake shoe’s lightweight design based on ISIGHT integrated CATIA and ABAQUS ZHAO Guowei, TANG Jinyuan, ZHANG Zhizi (Key Laboratory of Modern Complex Equipment Design and Extreme Manufacturing, Central South University, Changsha 410083, China) Abstract: Computer aided technology for brake shoe’s lightweight study with brake’s strength and stiffness as constraints was used. The leading shoe and trailing shoe brake were analyzed by ABAQUS software, and the stress distribution of brake shoes and the friction torque of drum were obtained. Brake shoe was optimized by ISIGHT software integrated CATIA and ABAQUS. To improve the accuracy of analysis and ensure brake shoe’s optimization size, ABAQUS was used to analyze the optimization results again. The results show that the ABAQUS analysis steps and methods are correct and feasible by comparing the frictio