基于熱力耦合的車輛制動(dòng)力實(shí)時(shí)檢測方法研究.pdf

1、制動(dòng)盤是車輛制動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部件之一，也是保障駕駛員行車安全的關(guān)鍵裝備。制動(dòng)盤不僅能夠給車輛提供制動(dòng)力，同時(shí)也可以為諸多的剎車輔助系統(tǒng)提供技術(shù)支持，新興的無人駕駛技術(shù)對于制動(dòng)力檢測也具有很強(qiáng)的依賴性?，F(xiàn)有的制動(dòng)力檢測技術(shù)對于測試車輛的速度、測試場地等因素都有著嚴(yán)苛的要求，并且這些方法只能檢測車輛受到的總的制動(dòng)力，并不能準(zhǔn)確的測量出制動(dòng)盤處提供的制動(dòng)力大小，更不能對制動(dòng)盤的實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，一方面將會(huì)導(dǎo)致駕駛員無法實(shí)時(shí)了解車輛制動(dòng)系

2、統(tǒng)的工作狀態(tài)，提高了駕駛的危險(xiǎn)性，另一方面也無法為其他依賴制動(dòng)力的輔助系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
　　針對現(xiàn)有制動(dòng)力檢測技術(shù)的不足，通過對制動(dòng)盤進(jìn)行熱-力耦合分析，設(shè)計(jì)了一種通過制動(dòng)盤內(nèi)側(cè)面（間接測量面）與摩擦面（直接測量面）之間的溫差來計(jì)算接觸表面摩擦系數(shù)的溫差制動(dòng)力算法，用以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力的實(shí)時(shí)檢測。本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新成果有以下幾點(diǎn):
　　(1)基于傳熱學(xué)及力學(xué)原理對車輛盤式制動(dòng)器進(jìn)行研究，使用有限元方法對制動(dòng)盤進(jìn)行了熱

3、-力耦合分析，建立了制動(dòng)盤的熱應(yīng)力數(shù)值模型。
　　(2)提出了一種可用于車輛制動(dòng)力實(shí)時(shí)檢測的算法—溫差制動(dòng)力算法。首先分析了摩擦系數(shù)與制動(dòng)盤彈性模量、溫度、拉伸強(qiáng)度之間的關(guān)系，得到經(jīng)驗(yàn)方程;然后進(jìn)行了了溫差與正壓力、輪轉(zhuǎn)速和摩擦系數(shù)之間的擬合，得到了它們之間對應(yīng)的數(shù)學(xué)方程;最后，推導(dǎo)出一種可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力實(shí)時(shí)檢測的溫差制動(dòng)力算法。
　　(3)以大眾某型號(hào)車輛的制動(dòng)盤為模型，在Ansys中建立三維模型，對其進(jìn)行熱-力耦合分析，得

4、出溫度對制動(dòng)盤表面應(yīng)力及結(jié)構(gòu)的影響非常明顯，且影響趨勢與理論分析一致，仿真數(shù)據(jù)也為算法擬合及前期驗(yàn)證提供了數(shù)據(jù)支持。
　　(4)根據(jù)算法設(shè)計(jì)——數(shù)值模擬計(jì)算——算法驗(yàn)證的分析過程，以仿真模擬得到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對制動(dòng)力檢測算法的準(zhǔn)確性及可行性進(jìn)行了分析，得知所設(shè)計(jì)的算法滿足制動(dòng)力的要求條件。
　　本文針對車輛制動(dòng)力檢測系統(tǒng)的不足，以制動(dòng)盤的熱-力耦合特性為基礎(chǔ)，研究并設(shè)計(jì)了一種新的制動(dòng)力檢測算法，該算法依靠制動(dòng)盤內(nèi)側(cè)面與摩擦表