鼓式制动器的热固耦合分析

制动器是车辆的重要组成部分,制动器的热稳定性对车辆等稳定性、安全性等有很大影响。在有限元软件环境中建立鼓式制动器的有限元模型,鼓式制动器加载条件按照实际安装情况加载,同时考虑螺栓预紧力对制动鼓仿真性能的影响。分析工况分为紧急制动和德国15次连续制动两种工况。仿真分析结果表明:螺栓预紧力对鼓式制动器的仿真分析结果影响较大;紧急制动的工况下制动鼓最高温度远低于德国15次连续制下的制动鼓最高温度;温度越高引起的热应力越大;给制动器的进一步改进提供指导依据。     

汽车蹄鼓式制动器瞬态温度场仿真分析

鼓式制动器制动过程中不仅涉及到接触应力场、摩擦生热的温度场,而且它们之间存在相互耦合作用。采用直接热力耦合的有限元方法研究,鼓式制动器一次紧急制动工况下的瞬态温度场。通过仿真计算得到制动鼓旋转角速度随时间的变化曲线,摩擦接触区域的温度分布以及不同位置节点温度的时间历程曲线。     

鼓式制动器热-结构直接耦合有限元分析

鼓式制动器的制动过程涉及到接触应力场和摩擦生热温度场的相互耦合作用,在制动过程中,温度的变化会对结构的变形及材料属性产生影响,同时,结构的变形也会改变结构的热边界条件,进而又影响温度的变化。采用ANSYS直接耦合场方法建立鼓式制动器非线性仿真模型,考虑摩擦的影响,仿真计算一次紧急制动工况下鼓式制动器应力场、温度场以及摩擦副间接触压强分布随时间的变化情况。     

鼓式制动器热-结构直接耦合有限元分析

鼓式制动器的制动过程涉及到接触应力场和摩擦生热温度场的相互耦合作用,在制动过程中,温度的变化会对结构的变形及材料属性产生影响,同时,结构的变形也会改变结构的热边界条件,进而又影响温度的变化。采用ANSYS直接耦合场方法建立鼓式制动器非线性仿真模型,考虑摩擦的影响,仿真计算一次紧急制动工况下鼓式制动器应力场、温度场以及摩擦副间接触压强分布随时间的变化情况。     

汽车鼓式制动器热结构耦合分析与仿真

鼓式制动器是决定汽车安全性的重要部件之一,由于造价便宜,制动效能高,被广泛应用在客车、重型货车上,为了能够在仿真过程中考虑应力场与温度场之间的交互作用,所以需要对鼓式制动器进行热结构耦合分析。首先运用软件CATIA建立了某轻型客车鼓式制动器三维结构模型,然后利用有限元前处理软件Hyper Mesh对鼓式制动器的制动鼓、制动蹄、摩擦片进行了网格划分,得到了有限元网格模型,最后将网格模型导入ANSYS,对零件进行热结构耦合分析,获得了紧急制动工况下制动鼓等重要零件的温度场、应力场及位移场分布云图。仿真结果表明该制动器在紧急制动工况下满足强度设计要求,且在制动过程中不会产生明显热衰退现象,说明了该鼓式制动器的设计是合理的。     

汽车磁流变液制动器温度特性仿真与试验研究

针对磁流变液制动器工作时内部热量聚集造成其制动性能下降问题,采用仿真分析与试验验证相结合的方法对其温度特性进行研究。首先分析计算磁流变液制动器的热量来源和生热率,在此基础上建立其温度场数学模型;其次分别针对汽车正常制动、紧急制动和频繁间隙制动等三种不同制动工况,进行磁流变液制动器的瞬态温度场仿真分析;最后搭建汽车磁流变液制动器试验平台开展输出制动力、制动性能和温度特性的试验研究。结果表明:在相同线圈电流下,磁流变液制动器表现出良好的恒减速度制动特性;不同制动工况下一个制动周期内工作间隙处的温度均呈现先迅速增大后逐渐降低的变化过程,并且制动初速度和线圈电流越大,温升幅度和速率均越大;整个制动周期内测点处温度的试验值与仿真值在数值和趋势上较为吻合,表明所建立的温度场仿真模型能够较好地反映磁流变液制动器实际制动过程的温度特性。     

基于ANSYS汽车鼓式制动器的有限元分析

制动器是制动系统中最重要的组成部分之一,它是产生制动力矩的部件,建立某汽车鼓式制动器三维实体模型,基于ANSYS对制动器进行考虑摩擦因素的接触分析,分析紧急制动工况下鼓式制动器的接触应力和变形,并进行结构参数优化。     

波纹状磁流变制动器磁流热场强耦合分析

为研究应用于汽车的波纹状磁流变制动器在磁流热场强耦合作用下的温度特性,建立了磁流变制动器的磁流耦合和热流耦合有限元分析模型,采用直接序贯耦合法得到磁流变制动器的磁场分布和稳态非制动工况、正常制动工况、紧急制动工况、连续间歇制动工况下的温度分布及其变化规律。研究结果表明,在稳态非制动工况,磁流变制动器温度分布近乎均匀,而在正常制动、紧急制动工况和连续间歇制动工况下的最高温度分别为92. 4℃、111. 2℃、80. 4℃,制动间隙内的温度均呈现先上升后下降的变化趋势;随着励磁电流的增加,磁流变制动装置在制停过程中的最高温度也逐渐上升,但其上升幅度越来越小。研究结果可为磁流变制动器的设计和应用提供参考依据。     

紧急制动过程动态摩擦热源模型

分析了路面车辆从开始制动到停止的紧急制动全过程,将制动器、整车及路面组成的系统作为紧急制动过程分析的对象,建立了紧急制动过程各参数的动态换型和制动器热流密度模型,从而为制动器温度场分析提供了更合理的热流密度边界条件。     

高速列车制动盘瞬态温度和热应力分布仿真分析

制动盘的热疲劳损伤是当前列车安全制动的主要威胁。制动过程中的瞬态温度和热应力分布是热疲劳损伤研究的基础。通过建立制动盘无内热源的三维温度场分布的数学计算模型,采用热弹塑性有限元法,利用摩擦功率法计算温度场载荷,仿真不同制动工况下制动盘摩擦热负荷产生的温度场以及热应力分布。主要计算一次常用制动、一次紧急制动、三次紧急制动和一次坡道制动这4种制动工况。通过仿真分析发现,不同工况下制动盘面的温度变化有着相似的规律。制动开始阶段,随着强热流的不断输入,盘面在很短时间内迅速升温,很快达到峰值点。随后,盘体逐渐通过辐射和对流的方式散热,温度缓慢下降。相对紧急制动和常用制动的升温过程,坡道制动的升温显得缓慢一些。研究不同工况下制动盘温度和热应力的变化和分布规律,为高速列车复合材料制动盘的热疲劳性能评价提供依据。     

气动位置控制磁流变流体制动器的研究

利用磁流变流体在外加磁场作用下的流变特性,设计了用于气动位置控制的磁流变流体制动器,给出了制动器结构及工作原理,采用磁场有限元分析方法,对制动器工作间隙中磁场分布及磁场强度进行了分析和计算,对制动器制动力特性进行了分析,对工作间隙中磁场强度及制动力进行了实验测试,对制动器动态制动特性进行了试验研究,并给出了提高制动精度的方法。     

曳引电梯磁流变制动装置的温度特性研究

针对现有曳引电梯使用的机械式制动器存在的运行冲击大、噪声大的缺点,设计了一种新型磁流变制动装置。该装置具有双线圈结构,且考虑了有利于整体散热的冷却液流道,满足电梯制动应具有的较大的制动力矩和良好散热功能的要求。基于装置的热传导过程数学模型,采用有限元法对装置空载运行和紧急制动典型工况的温度场进行数值仿真分析,研究采用水冷却提高装置散热性能的有效性,揭示典型工况下装置关键部位的温度变化规律,并通过实验方法验证其是否处于合理的工作温度范围。仿真与实验研究结果表明：在典型工况下,温度对曳引电梯磁流变制动装置的制动力学性能有较大影响,所设计的有效冷却条件使装置能满足电梯运行工况要求。     

基于simulink磁流变液制动器性能仿真与分析

介绍了磁流变液的组成和性能,阐述了磁流变液制动器的结构和原理。根据磁流变液的流变特性,推导了单盘式圆盘型磁流变液制动器和圆筒型磁流变液制动器的制动力矩公式,并在Simulink环境内建立了单盘式圆盘型磁流变液制动器和圆筒型磁流变液制动器模型,分析了2种磁流变液制动器的性能特点。分析结果可为磁流变液制动器的理论研究和设计提供参考。     

基于矩形凸块的盘式磁流变制动器设计与仿真

基于磁流变液的流变特性,设计了一款盘面加工有矩形凸块的盘式磁流变制动器,推导了其制动力矩计算公式,基于Matlab/simulink建立了仿真模型,不断优化矩形凸块的尺寸参数。仿真结果表明,当加工有12个宽度为2 mm、深度为1.5 mm的矩形凸块时,产生的制动力矩达到626 N·m,比未加工凸块时的制动力矩提高了31.5%,表明设计的磁流变制动器可以有效地提高制动力矩。     

基于ANSYS汽车盘式制动器的有限元分析

汽车的制动过程从能量守恒观点来看,是通过摩擦将汽车的机械能转变为制动器的热能,并有一部分热能向大气中耗散的过程。基于ANSYS建立了某汽车盘式制动器三维实体模型,分析了紧急制动工况下盘式制动器的温度场和热应力的分布。     

基于Matlab/Simulink的车用磁流变液制动器设计与仿真

设计了一种汽车轮内叶轮式磁流变液制动器,根据磁流变液在强磁场下的流变特性,推导出该制动器的制动力矩计算方法,并在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型,分析了制动器结构参数对制动力矩的影响。所设计的汽车磁流变液制动器能够满足一般小型汽车的制动力矩需求。     

对曳引式电梯上行制动试验制动距离的探讨

曳引式电梯上行制动试验是电梯监督检验和定期检验中对电梯空载上行紧急制动性能评估判定的重要试验,但是国家标准和检规并未对试验中的制动距离进行明确规定。上行制动试验可划属为电梯紧急制动工况的一种特殊形式。国家标准中对电梯紧急制动工况下钢丝绳的曳引能力和制动减速度等都有明确要求,依此对曳引式电梯上行制动进行研究,获取电梯上行制动试验过程中的减速度的取值,并依据匀减速简化物理模型,最终得到了曳引式电梯上行制动试验中制动距离的取值范围。     

基于长大坡道持续制动的新型制动盘研究

随着我国中西部地区高速铁路的建设,由于长大坡道线路带来的问题日益凸显。在长大坡道行驶时如果电制动出现故障,将采用纯空气制动,长大坡道造成的持续制动会导致制动盘的热负荷急剧上升。由于散热的时效较慢从而导致制动盘温度过高,同时产生较大的温度梯度,从而导致制动盘热疲劳裂纹产生。为了解决长大坡道工况下制动盘的换热效率提升和降温问题,基于兰新线的长大坡道工况,通过设计新型的铝嵌钢结构制动盘,采用有限元分析软件对铝嵌钢结构制动盘和全钢制动盘进行仿真计算,得到温度场和热应力分布。结果表明,在长大坡道采用纯空气制动时,铝嵌钢制动盘可以在实现轻量化的同时明显降低制动盘面的温度和温度梯度,缓解长大坡道制动带来的制动盘热疲劳问题。     

液压软制动系统在下运式带式输送机中的应用

为了探究下运式带式输送机在不同运行工况下的制动策略，提出了液压软制动系统，通过建立数学模型对其进行分析研究，采用液压软制动作为突发断电和紧急停车的安全制动方式，解决特殊工况下的安全问题。借助Simulink和AMESim两款仿真软件对各工况下的制动过程进行了仿真研究，结合下运式带式输送机的运行特性搭建了模拟运行试验台，对所设计的制动系统进行了试验研究。结果表明：“四象限变频回馈制动+液压软制动” 的电液复合制动能够实现带式输送机在正常供电工况下的安全停车，且液压软制动系统在突发断电和紧急停车过程中有良好的制动效果，为下运式带式输送机的制动特性研究提供了借鉴。