電動汽車盤式制動器的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析與優(yōu)化.pdf

1、電動汽車盤式制動器作為制動系統(tǒng)的核心部件,它直接影響汽車的安全性。制動時,摩擦副表面會產(chǎn)生大量的熱量,它會使制動器產(chǎn)生高溫、工作表面氧化和熱疲勞磨損,可能會導(dǎo)致制動盤熱裂紋和熱衰退等問題的出現(xiàn),從而使制動器的使用壽命降低和造成安全隱患。因此,對電動汽車盤式制動器進(jìn)行熱—結(jié)構(gòu)耦合分析具有重要意義。
　　本文以某電動汽車前輪盤式制動器為例,進(jìn)行了電動汽車盤式制動器熱-結(jié)構(gòu)耦合分析與優(yōu)化的研究。
　　首先,按照實(shí)際幾何尺寸,在AB

2、AQUS中建立了電動汽車盤式制動器的熱-結(jié)構(gòu)耦合仿真所需的三維模型,并且在保證分析精度的前提下對整個模型進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮喕约熬W(wǎng)格的劃分。利用經(jīng)驗(yàn)公式和理論公式對分析所需要的邊界條件進(jìn)行了計(jì)算。
　　然后,利用上述建立好的有限元模型進(jìn)行緊急制動下的熱-結(jié)構(gòu)耦合仿真分析,揭示了熱機(jī)耦合狀態(tài)下的瞬態(tài)溫度場、應(yīng)力場的分布情況。在緊急制動工況下,制動盤的溫度場首先出現(xiàn)了明顯的非軸對稱分布,在徑向和軸向上都存在較大的溫度梯度,而在周向上溫差較

3、小。隨著制動時間的增加,制動盤的溫度場分布將逐漸趨于軸對稱。制動盤的等效應(yīng)力呈周期性上升主要是由于對流熱換核摩擦生熱的作用,而且制動盤和摩擦塊的最大應(yīng)力的位置都位于接觸面的中間位置。
　　最后,利用試驗(yàn)設(shè)計(jì)建立簡化優(yōu)化計(jì)算的近似模型。采用最優(yōu)拉丁超立方對優(yōu)化變量進(jìn)行抽樣,然后通過計(jì)算得出的數(shù)據(jù)構(gòu)造二次響應(yīng)面模型,以此來建立最大應(yīng)力、最高溫度以及最大力矩的近似模型。應(yīng)用Isight中的Pointer算法,以最大制動力矩為目標(biāo),以最高