電動汽車盤式制動器的熱-結構耦合分析與優(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行熱—結構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,進行了電動汽車盤式制動器熱-結構耦合分析與優(yōu)化的研究。
　　首先,按照實際幾何尺寸,在AB

2、AQUS中建立了電動汽車盤式制動器的熱-結構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行了適當?shù)暮喕约熬W(wǎng)格的劃分。利用經(jīng)驗公式和理論公式對分析所需要的邊界條件進行了計算。
　　然后,利用上述建立好的有限元模型進行緊急制動下的熱-結構耦合仿真分析,揭示了熱機耦合狀態(tài)下的瞬態(tài)溫度場、應力場的分布情況。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力的位置都位于接觸面的中間位置。
　　最后,利用試驗設計建立簡化優(yōu)化計算的近似模型。采用最優(yōu)拉丁超立方對優(yōu)化變量進行抽樣,然后通過計算得出的數(shù)據(jù)構造二次響應面模型,以此來建立最大應力、最高溫度以及最大力矩的近似模型。應用Isight中的Pointer算法,以最大制動力矩為目標,以最高