1、一、 三维模型的建立在建立热-结构耦合分析模型时,做如下假设: (1) 盘、片接触界面为理想平面; (2) 作用在制动片背面的压力均匀分布; (3) 内外两侧的制动片所产生的热负荷相等,即温度场对称于制动盘中心平面; (4) 忽略材料磨损的影响,认为动能全部转化为摩擦热而被摩擦副吸收。在计算时,把制动盘与摩擦片的热流输入都当作边界热流输入来处理,则摩擦表面输入热流密度满足: rttrptrvtrptrq=)(),(),(),(),( 式(1) 式中 制动盘与摩擦片间的摩擦系数; p(r,t)摩擦表面上的比压,这里视为常数,MPa; v(r,t)零件的相对移动速度, m/s; (t)制动盘角速度
2、, rad/s; r径向坐标,m。 (5) 摩擦片作为强度热源; (6) 盘、片接触区域内界面温度相等; (7) 轮胎与地面之间的附着系数以及滑移率在制动过程中没有发生变化,车轮处在纯滚动运动状态。根据实际情况,摩擦片不动,制动盘作圆周运动,故对摩擦片背面施加x、y 轴两个方向的固定约束。盘的中心平面沿 z 方向轴向固定约束。由于盘的内孔与轴相连接,故在内圆侧面施加 z 轴方向的固定约束对于为了模拟减速运动而建立的参考点,只释放其周向旋转的自由度,其他方向的自由度均被约束。而整个模型的载荷,只是在摩擦片的背面施加压力载荷。在直角坐标系原心处建立参考点,建立参考点与制动盘内圈的刚性接触关系。首先
3、在参考点施加初始运动角速度场,之后施加减速度载荷,同时约束参考点其他方向的速度自由度,这样便实现了制动盘的减速运动二、 输入热流三、 摩擦片外表面施加均匀压力载荷,设定初始温度和角速度变化规律公式四、 耦合仿真分析1 紧急制动工况下制动盘的温度场分析(1) 制动盘表面径向温度分布(2) 制动盘表面轴向温度分布(3) 制动盘表面周向温度分布2 紧急制动工况下制动盘的等效应力场分析(1) 制动盘表面沿径向的节点等效应力分布(2) 制动盘表面沿轴向的节点等效应力分布(3) 制动盘表面沿周向的节点等效应力分布3 紧急制动工况下制动盘的三向应力场分析(1) 制动盘表面的径向应力分布(2) 制动盘表面的轴向应力分布(3) 制动盘表面的周向应力分布五、 重复制动工况下盘式制动器热-结构耦合分析1 重复制动工况的定义2 相关边界条件的确定3 重复制动工况下制动盘的温度场分析(1) 首个制动周期制动盘的温度场分布(径向、轴向、周向)(2) 重复制动 15 次制动盘的温度场分析4 重复制动工况下制动盘的温度场分析(1) 首个制动周期制动盘的等效应力分布(径向、周向、轴向)(2) 重复制动 15 次制动盘的等效应力分布5 重复制动 15 次制动盘的三向应力分量对比分析六、 制动盘的寿命研究七、 改进结构1 温度场分析2 应力场分析3 寿命研究