多片盤式濕式制動器流固耦合特性分析.pdf

1、多片盤式濕式制動器具有制動力矩大、抗熱衰退性強(qiáng)、抗污染能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到廣泛應(yīng)用。但是多片盤式濕式制動器在使用過程中存在摩擦襯片磨損、局部溫度過高燒損、對偶鋼片裂紋翹曲等不良現(xiàn)象，嚴(yán)重影響制動器整體性能和車輛安全性能。針對上述問題，重慶大江信達(dá)車輛股份有限公司提出“多片盤式濕式制動器流固耦合特性分析”產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目，提出基于分形理論的多片盤式濕式制動器摩擦模型，建立流固耦合系統(tǒng)耦合方程，研究流固耦合機(jī)理;利用有限元分析方法對制動器流場

2、流速、壓力，結(jié)構(gòu)場應(yīng)力、應(yīng)變和安全系數(shù)，耦合場應(yīng)力、應(yīng)變和安全系數(shù)等特性進(jìn)行研究;探究制動器性能參數(shù)對流固耦合特性影響規(guī)律。本文的主要工作包括以下幾方面:
　　(1)為了研究制動過程中對偶鋼片與摩擦片（摩擦襯片和摩擦芯片統(tǒng)稱）間接觸狀態(tài)，建立基于分形理論的多片盤式濕式制動器摩擦模型，分析摩擦副間微凸體實(shí)際和名義接觸面積、分形維數(shù)、輪廓幅值尺度因數(shù)對粘著摩擦系數(shù)和摩擦力影響規(guī)律，計(jì)算摩擦副接觸面微凸體間分子切向力和彈-塑性區(qū)域法向載

3、荷，確定彈性與塑性接觸區(qū)域臨界接觸斑點(diǎn)面積，得到摩擦系數(shù)和摩擦力變化規(guī)律;
　　(2)建立多片盤式濕式制動器結(jié)構(gòu)模型，并做一定簡化處理，通過計(jì)算確定制動器制動工況、制動壓力等邊界條件，把簡化后摩擦副模型導(dǎo)入ANSYS，進(jìn)行流體場和結(jié)構(gòu)場有限元仿真分析，對流場流速、流體對摩擦副壓力和結(jié)構(gòu)場接觸壓力、等效應(yīng)力、安全系數(shù)等特性進(jìn)行研究;
　　(3)將流體分析結(jié)果導(dǎo)入結(jié)構(gòu)分析模型，建立多片盤式濕式制動器流固耦合分析模型，研究流固耦合

4、特性與結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果差異，并與制動器制動時真實(shí)狀況進(jìn)行對比，得出流固耦合特性研究結(jié)果與實(shí)際制動狀況更加貼近;
　　(4)分析摩擦系數(shù)、制動壓力、制動轉(zhuǎn)速、對偶鋼片和摩擦片材料屬性對制動器性能影響規(guī)律，并對影響制動器性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，選擇對制動器制動時整體性能較好的參數(shù)組合;
　　(5)對優(yōu)化后參數(shù)組合進(jìn)行仿真分析并利用盤式制動器臺架實(shí)驗(yàn)，模擬制動器實(shí)際制動過程，通過采集、比較和理論計(jì)算得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，驗(yàn)證基于分形理論摩擦模型