汽車電磁制動(dòng)器設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究及集成平臺(tái)構(gòu)建.pdf

1、電磁制動(dòng)器在國外已普遍應(yīng)用于拖掛式車輛制動(dòng)系統(tǒng)中，作為關(guān)系汽車安全的關(guān)鍵部件之一，其性能的好壞將直接影響汽車整車的安全性能。當(dāng)前，汽車技術(shù)的發(fā)展對電磁制動(dòng)器的設(shè)計(jì)提出了高性能、低成本和短周期的要求，迫切需要借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為電磁制動(dòng)器的設(shè)計(jì)提供支撐。 本文針對電磁制動(dòng)器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，以建立電磁制動(dòng)器集成設(shè)計(jì)平臺(tái)為目標(biāo)，主要開展了以下幾個(gè)方面的研究內(nèi)容： 對汽車列車制動(dòng)力匹配技術(shù)進(jìn)行了研究，確定了牽引車和房

2、車的制動(dòng)力分配系數(shù)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用制動(dòng)器與整車性能相匹配的理論，建立了房車所需制動(dòng)力矩的數(shù)學(xué)模型，用以對制動(dòng)器進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，并給出了集成設(shè)計(jì)平臺(tái)中整車匹配模塊的算法流程圖。 通過對鼓式電磁制動(dòng)器力學(xué)性能的分析和研究，提出了一種實(shí)用的鼓式制動(dòng)器制動(dòng)效能因數(shù)的計(jì)算方法，并給出了相關(guān)的計(jì)算公式?；诠氖诫姶胖苿?dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)對制動(dòng)效能因數(shù)的敏感性分析，以制動(dòng)效能為優(yōu)化目標(biāo)，建立了制動(dòng)器優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，確定了鼓式電磁制動(dòng)器優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要

3、結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過分析優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件，給出了基于Matlab的Fmincon函數(shù)的程序優(yōu)化算法和實(shí)現(xiàn)方法。建立了基于ADAMS的電磁制動(dòng)器虛擬樣機(jī)模型，通過試驗(yàn)和仿真，比較優(yōu)化前后制動(dòng)器的性能，驗(yàn)證了優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的有效性及虛擬樣機(jī)模型的正確性。 從研究電磁制動(dòng)器的工作機(jī)理出發(fā)，分析了電磁體制動(dòng)時(shí)的工作姿態(tài)及其表面磨損的情況，為實(shí)現(xiàn)電磁體表面均勻磨損和抗旋轉(zhuǎn)趨勢，提出了電磁體的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案?；陔姶朋w表面內(nèi)側(cè)開槽的非對稱設(shè)計(jì)構(gòu)想，

4、計(jì)算了理論開槽面積。利用三維電磁場分析軟件Maxwell3D對非對稱結(jié)構(gòu)電磁體進(jìn)行了仿真分析，以仿真結(jié)果對理論分析及設(shè)計(jì)作出了合理修正，從而得到了最佳的開槽結(jié)構(gòu)。通過將對稱結(jié)構(gòu)和自制非對稱結(jié)構(gòu)的電磁體做耐久性磨損試驗(yàn)對比，驗(yàn)證了非對稱結(jié)構(gòu)電磁體的磨損均勻性明顯提高及電磁體優(yōu)化設(shè)計(jì)的合理性。 通過對穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)原理與方法的研究，將基于損失模型的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于制動(dòng)器的設(shè)計(jì)，將影響制動(dòng)器輸出特性的因素劃分為可控因素和噪聲因素，并應(yīng)

5、用傳統(tǒng)優(yōu)化思想，確定了各因素的中心值及波動(dòng)。通過正交試驗(yàn)，計(jì)算出試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行直觀分析或方差分析，獲取每個(gè)因素對試驗(yàn)結(jié)果影響的重要程度，最終得出了各因素對產(chǎn)品質(zhì)量的貢獻(xiàn)率；將基于響應(yīng)面模型的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于電磁體的設(shè)計(jì)，通過試驗(yàn)獲得電磁體相關(guān)數(shù)據(jù)，并運(yùn)用回歸的方法建立了響應(yīng)面模型。將傳統(tǒng)的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法與現(xiàn)代計(jì)算方法相結(jié)合，運(yùn)用Matlab中相關(guān)的優(yōu)化函數(shù)，獲得了電磁體穩(wěn)健點(diǎn)以及電磁體所應(yīng)具有的輸出特性。 通過分析電磁制動(dòng)器設(shè)計(jì)

6、過程及其影響因素，研究并分析了電磁制動(dòng)器集成設(shè)計(jì)平臺(tái)的內(nèi)涵，提出了基于集成設(shè)計(jì)平臺(tái)的電磁制動(dòng)器設(shè)計(jì)過程，建立了集成設(shè)計(jì)平臺(tái)的運(yùn)作體系和系統(tǒng)體系，分析了集成設(shè)計(jì)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)特征；通過分析電磁制動(dòng)器設(shè)計(jì)過程中的基本數(shù)據(jù)元素和模型，建立了由組織、過程和產(chǎn)品三個(gè)視圖組成的多視圖集成數(shù)據(jù)模型，提出了基于數(shù)據(jù)庫的主模型數(shù)據(jù)一致性管理方法，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)的數(shù)據(jù)集成；提出了基于組件技術(shù)思想建立集成設(shè)計(jì)平臺(tái)應(yīng)用集成的方法，給出了組件形式化定義及集成設(shè)計(jì)平臺(tái)