盤式制動器熱力耦合分析及熱疲勞壽命預(yù)測.pdf

1、汽車制動器是確保汽車行駛安全最為重要的部件，盤式制動器的制動過程是一個復(fù)雜的熱力耦合的過程，研究制動盤在制動過程中溫度場和應(yīng)力場相互耦合及其分布和變化規(guī)律，是制動器設(shè)計和優(yōu)化最為重要的理論依據(jù)。
　　本文以某國產(chǎn)汽車前輪的通風(fēng)盤式制動器為例，在考慮制動盤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)盤式制動器熱力耦合模型；根據(jù)相關(guān)試驗標(biāo)準(zhǔn),確定了盤式制動器循環(huán)制動工況，對通風(fēng)盤式制動器在

2、該循環(huán)制動工況下的邊界條件進行分析計算，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,對盤式制動器連續(xù)制動工況的首次制動進行仿真，通過分析制動盤溫度場和應(yīng)力場的云圖分布、制動盤表面徑向節(jié)點、周向節(jié)點和軸向節(jié)點溫度隨制動時間的變化曲線以及制動盤徑向節(jié)點所受應(yīng)力隨制動時間的變化曲線，得到制動過程中制動盤溫度場和應(yīng)力場的相互耦合關(guān)系以及分布和變化規(guī)律。
　　針對盤式制動器在循環(huán)制動工況下每個制動周期制動解除后，制動盤的冷卻

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