盤(pán)式制動(dòng)器熱力耦合分析及熱疲勞壽命預(yù)測(cè).pdf

1、汽車(chē)制動(dòng)器是確保汽車(chē)行駛安全最為重要的部件，盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的熱力耦合的過(guò)程，研究制動(dòng)盤(pán)在制動(dòng)過(guò)程中溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)相互耦合及其分布和變化規(guī)律，是制動(dòng)器設(shè)計(jì)和優(yōu)化最為重要的理論依據(jù)。
　　本文以某國(guó)產(chǎn)汽車(chē)前輪的通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器為例，在考慮制動(dòng)盤(pán)和摩擦片物理性能參數(shù)隨溫度變化而變化的前提下，利用ABAQUS非線性有限元分析軟件建立通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器熱力耦合模型；根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),確定了盤(pán)式制動(dòng)器循環(huán)制動(dòng)工況，對(duì)通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器在

2、該循環(huán)制動(dòng)工況下的邊界條件進(jìn)行分析計(jì)算，包括熱邊界、位移邊界和載荷邊界條件。利用完全熱力耦合的方法,對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器連續(xù)制動(dòng)工況的首次制動(dòng)進(jìn)行仿真，通過(guò)分析制動(dòng)盤(pán)溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的云圖分布、制動(dòng)盤(pán)表面徑向節(jié)點(diǎn)、周向節(jié)點(diǎn)和軸向節(jié)點(diǎn)溫度隨制動(dòng)時(shí)間的變化曲線以及制動(dòng)盤(pán)徑向節(jié)點(diǎn)所受應(yīng)力隨制動(dòng)時(shí)間的變化曲線，得到制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)盤(pán)溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的相互耦合關(guān)系以及分布和變化規(guī)律。
　　針對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器在循環(huán)制動(dòng)工況下每個(gè)制動(dòng)周期制動(dòng)解除后，制動(dòng)盤(pán)的冷卻

3、過(guò)程進(jìn)行等效替代，提高了在ABAQUS軟件利用完全熱力耦合的方法對(duì)制動(dòng)器在連續(xù)十五次循環(huán)制動(dòng)工況下仿真的計(jì)算效率，根據(jù)仿真結(jié)果，得到制動(dòng)器在連續(xù)十五次循環(huán)制動(dòng)工況下的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律，對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器熱疲勞失效的主要形式以及原因進(jìn)行分析，基于仿真結(jié)果，得出制動(dòng)盤(pán)由熱應(yīng)力引起的裂紋萌生的部位以及裂紋延伸的方向。
　　最后對(duì)制動(dòng)盤(pán)熱疲勞壽命預(yù)測(cè)模型進(jìn)行了介紹，并利用Manson-Coffin公式對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器在連續(xù)十五次循環(huán)制動(dòng)工況