基于有限元的高速盤式制動器摩擦分析.pdf

1、盤式制動器在各種設備上的應用尤其是有高速軸旋轉的設備上的應用越來越廣泛，與此同時制動器對于設備的安全運行起著無可替代的作用，對其制動性能的要求也越來越高，尤其是近年來高速盤式制動器的快速發(fā)展和應用。因此，對其制動過程的研究也顯得尤為重要。
　　本文的研究對象是帶式輸送機上所使用的高速盤式制動器。先從摩擦學理論和傳熱學理論的基礎上對高速盤式制動器制動過程進行了理論分析，主要是通過制動片和制動盤的接觸情況建立帶熱源溫升方程，熱量分配方

2、程以及溫度梯度計算方程。并借助計算機輔助設計軟件Pro/E建立其裝配模型，一方面可以在實際生產(chǎn)中進行加工生產(chǎn)提供工程圖，另一方面也可以保存為IGES文件導入有限元分析軟件ANSYS進行仿真分析。
　　通過有限元分析軟件ANSYS對盤式制動器進行了有限元模型的建立。考慮模型的特殊性采用柱坐標系建立其幾何模型并通過網(wǎng)格劃分，材料屬性的選擇，邊界條件設定以及載荷的施加等一系列前處理步驟的操作，通過后處理模擬了高速盤式制動器在制動壓力以及

3、三種不同轉速下產(chǎn)生的等效應力分布和應變分析圖，得出在一定的速度范圍內(nèi)由于速度導致制動盤等效應力分布和應變量與速度的呈現(xiàn)嚴格的線性變化的關系，此為實際生產(chǎn)提供結構設計以及高速盤轉速選擇參考的依據(jù)，避免因高速變形導致高速盤的外緣與鄰近結構的摩擦撞擊的發(fā)生。又通過多物理耦合場有限元仿真軟件COMSOLMultiphysics對不同轉速和不同材料的情況下在制動盤表面產(chǎn)生的摩擦溫度進行了模擬驗證，在一定的變化范圍內(nèi)隨著速度的增加其產(chǎn)生的最高摩擦溫