基于剛柔耦合模型的鼓式制動器動力仿真及熱性能分析.pdf

1、鼓式制動器是將汽車行駛的動能轉化為熱能散發(fā)到大氣中，用來使汽車減速或者停止的機構。鼓式制動器廣泛應用于小型乘用車的后輪制動器上以及大部分的商用車上，是制動系統(tǒng)中最重要的部分，然而鼓式制動器在制動過程中會產(chǎn)生低頻振動，嚴重影響乘員的舒適性及汽車的使用壽命，另外制動鼓還經(jīng)常會發(fā)生軸向斷裂，造成制動器失效而導致交通事故的頻發(fā)，為了更確切的分析造成以上現(xiàn)象的原因，本文通過建立鼓式制動器剛柔耦合仿真模型及有限元熱結構耦合模型對制動器的工作狀態(tài)進行

2、模擬研究，分析造成制動器振動、斷裂的主要原因，為鼓式制動器的設計提供可靠依據(jù)，并相應地提出了解決的措施。主要內(nèi)容如下:
　　 1)首先對鼓式制動器進行了理論力矩計算，并算出仿真所需的整車等效轉動慣量及車輛制動時的鼓的初角速度等參數(shù)，接著用三維CATIA軟件建立了鼓式制動器各個零部件模型，并對其進行裝配，得到鼓式制動器的總成裝配模型，為后面的動力及熱分析提供模型基礎。
　　 2)運用三維幾何建模軟件CATIA和多體動力學仿

3、真軟件ADAMS間的接口，生成多體動力學仿真環(huán)境下的鼓式制動器實體模型，然后將利用有限元軟件生成模態(tài)中性文件并導入多體動力學軟件中建立剛柔耦合模型，添加運動副、運動副摩擦力及彈簧阻力，建立運動及動力學模型，仿真車輛在一次緊急制動下的工況，輸出凸輪上載荷、制動鼓的加速度曲線及快速傅立葉變換曲線、摩擦襯片上的節(jié)點壓力曲線等相關數(shù)據(jù)，計算制動力矩與理論計算值比較驗證了模型的正確性，并針對結果對鼓式制動器的低頻振動作了簡要分析。
　　

4、3)為進一步考慮制動鼓的實際工作情況，分析鼓開裂失效的原因，在綜合考慮結構場的應力及溫度場的基礎上，建立制動器熱結構分析有限元模型并導入上節(jié)的動力仿真邊界條件在ABAQUS中進行鼓式制動器的熱結構耦合分析，得出鼓式制動器在相互耦合作用下的溫度應力分布規(guī)律，基于仿真模型考察了材料、摩擦系數(shù)及不同的載荷對制動鼓溫升的影響，分析了制動鼓開裂失效原因并提出相應的措施。
　　 結果表明:在制動的過程中領從蹄促動力大致呈2～3倍的關系，從蹄