商用汽車鼓式制動器多工況熱-力耦合動態(tài)特性研究.pdf

1、鼓式制動器是一種常見的保障汽車行駛安全的核心部件，而其工作時所必須歷經(jīng)的應(yīng)力場-溫度場耦合的高度非線性過程，會導(dǎo)致摩擦片熱衰退失效，以及制動鼓疲勞破裂事故。本論文基于熱-力耦合理論，對鼓式制動器進(jìn)行必要簡化建模，以溫度場和應(yīng)力場對制動鼓的協(xié)同作用機(jī)制為主題，采用直接耦合方法對制動鼓在緊急制動、重復(fù)制動和持續(xù)制動等三種工況下進(jìn)行仿真分析和討論。
　?。?）緊急制動工況模擬汽車以60km/h的初速度進(jìn)行緊急制動直至停車。仿真結(jié)果表明，

2、制動鼓內(nèi)表面溫升波動較大，并且初期易出現(xiàn)高溫閃點；在巨大促動力作用下，制動器有可能出現(xiàn)制動抱死現(xiàn)象，嚴(yán)重影響制動性能。
　?。?）重復(fù)制動工況根據(jù)《貨車、客車制動器臺架試驗方法》（QC/T479-1999）進(jìn)行模擬仿真。結(jié)果表明，制動鼓最高溫度達(dá)到300℃以上，制動器會因為高溫出現(xiàn)制動效能嚴(yán)重下降，發(fā)生熱衰退；并且在拉、壓應(yīng)力交變作用下，在制動鼓內(nèi)表面容易萌生疲勞裂紋，最終導(dǎo)致制動鼓破裂失效。
　　（3）持續(xù)制動工況模擬汽車

3、在下長坡時持續(xù)制動，并保持恒定車速行駛的情況。在該種工況下，制動鼓一直處于摩擦狀態(tài)，其溫度會不斷上升，高溫又會進(jìn)一步增大制動鼓內(nèi)部應(yīng)力，制動熱衰退是其失效的主要原因。
　　三種常見制動工況的熱-力耦合分析結(jié)果都表明：制動鼓摩擦溫升和應(yīng)力分布對制動鼓性能的影響較大，且影響機(jī)理也不盡相同，但均可采用可能的強(qiáng)制降溫措施提高制動鼓的安全制動效果；而為了降低制動鼓疲勞破裂風(fēng)險，則需要提高制動器品質(zhì)，注意行車速度不能過大，盡量避免頻繁制動，為