鉗盤式制動器振動模態(tài)及熱結構耦合分析.pdf

1、制動器作為汽車主動安全系統(tǒng)中制動系統(tǒng)的關鍵組成部分，與汽車的安全性和平順性息息相關。目前在汽車上應用較為廣泛的是鉗盤式制動器，其制動效能穩(wěn)定、結構簡單且維修方便。制動過程中，鉗盤式制動器會出現(xiàn)大量的振動與噪聲以及熱疲勞等問題，導致制動器的制動效能受到很大影響，這些問題主要受制動器在制動過程中出現(xiàn)的共振與熱結構耦合現(xiàn)象的重要影響，因此針對鉗盤式制動器進行振動模態(tài)及熱結構耦合分析具有重要意義。
　　本文根據(jù)某鉗盤式制動器的實物，應用C

2、ATIA軟件建立起其1∶1三維模型，并基于有限元軟件ANSYS完成其分析的前處理工作。本文基于鉗盤式制動器的緊急制動工況，分析得到其機械邊界條件，推導出它的三維瞬態(tài)溫度場熱傳導方程，確定了熱分析邊界條件，為后續(xù)分析提供基礎。
　　本文針對鉗盤式制動器的主要構成部件進行了振動模態(tài)特性分析，分別提取了制動鉗的前六階和制動盤的前十階模態(tài)特性，分析提取出的模態(tài)特性，得到制動盤與外界激振頻率區(qū)域有重疊，可能導致制動器共振。然后優(yōu)化制動盤的軸

3、向尺寸、通風道數(shù)量和材料特性等參數(shù)，再一次提取制動盤的前十階模態(tài)固有頻率與振型，通過對比得出上述參數(shù)對制動盤模態(tài)特性產生的影響，結果表明材料彈性模量的增加可以使制動盤模態(tài)固有頻率避開外界的激振頻率區(qū)域，達到了防止共振的目的。
　　本文模擬了汽車的緊急制動工況，應用ANSYS軟件仿真分析了鉗盤式制動器的熱結構耦合過程，得到了接觸壓力場、溫度場和應力場的分布情況。對仿真結果進行分析可得，摩擦副接觸區(qū)域的最大接觸壓力位于中央?yún)^(qū)域，高溫區(qū)