盘式制动器热结构耦合分析-江苏科技大学学报.PDF

第２９卷第３期 江苏科技大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ２９ Ｎｏ３ 　 ２０１５年６月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）　 Ｊｕｎ．２０１５ 　　　　　　 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１５．０３．０１２ 盘式制动器热结构耦合分析 朱永梅，朱玉君，王新国，张　奔 （江苏科技大学 机械工程学院，江苏 镇江２１２００３） 摘　要：文中应用ＡＢＡＱＵＳ软件对盘式制动器进行热结构直接耦合分析，采用具有温度计算和结构计算所需自由度的 Ｃ３Ｄ８Ｔ单元，对制动盘三维模型划分网格；分析了有限元模型的初始条件、边界条件和载荷施加，详细讨论了制动件之间摩 擦系数、热流密度函数和对流散热系数的选取和计算；分析了制动盘制动模拟过程中的温度云图，比较制动盘的不同结构 和材料参数对制动盘表面温升的影响．分析结果对制动盘材料选择、结构尺寸设计、制动工况选择、制动盘破坏预防等工作 提供了可靠依据． 关键词：盘式制动器；温度场；对流散热系数 ＋ 中图分类号：Ｕ４６３５１２　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１６７３－４８０７（２０１５）０３－０２６７－０５ Ｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｏｕｐｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉｓｋｂｒａｋｅ ＺｈｕＹｏｎｇｍｅｉ，ＺｈｕＹｕｊｕｎ，ＷａｎｇＸｉｎｇｕｏ，ＺｈａｎｇＢｅｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈｅｎｊｉａｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１２００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｒｔｉｃｌｅｅｘｐｒｅｓｓｅｓｔｈｅｄｉｒｅｃｔｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｏｕｐｌｉｎｇｏｆｄｉｓｋｂｒａｋｅｂｙＡｂａｑｕｓ．ＴｈｅＣ３Ｄ８Ｔｅｌｅ ｍｅｎｔｈａｓｔｈｅｄｅｇｒｅｅｓｏｆｆｒｅｅｄｏｍｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｏｗｅｍｅｓｈｔｈｅ３ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｄｉｓｋ ｂｒａｋｅｍｏｄｅｌｗｉｔｈｔｈｅＣ３Ｄ８Ｔｅｌｅｍｅｎｔａｎｄａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｌｏａｄｓｏｎｔｈｅｆｉ ｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｈｅａｔｆｌｕｘａｎｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｏｕｒｓａｒｅａｎａｌｉｚｅｄａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｂｒａｋｅｄｉｓｃａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｐｒｏｖｉｄｅｓａｒｅｌｉａｂｌｅｂａｓｉｓｆｏｒ ｃｈｏｏｓｉｎｇｔｈｅｄｉｓｃｍａｔｅｒｉａｌ ，ｄｅｓｉｇｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｉｚｅ，ｓｅｌｅｃｔｉｎｇｂｒａｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇｂｒａｋｅｄｉｓｃｆａｉｌ ｕｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｒａｋｅｄｉｓｋ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｏｕｒ；ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ［１］ 　　制动器是汽车制动过程中的执行部件，其性能 压力分布不均匀，产生热弹性失稳 ，还会造成制 的优劣直接影响到汽车行驶的安全性．制动器的发 动盘厚薄不均，产生热抖动现象．文献［２］中分析 展经历了鼓式制动器和盘式制动器两个阶段．盘式 了制动盘的温度分布特点，得出了无论是制动盘材 制