盘式制动器复模态摩擦耦合制动稳定性分析

为研究影响汽车制动噪声的因素,以通风盘式制动器为研究对象,应用有限元软件ABAQUS,建立制动尖叫有限元模型,通过自由模态试验及制动尖叫台架试验验证了模型正确性,进行复特征值分析和自由模态分析,探讨系统部件自由模态与摩擦耦合模态的关系,摩擦系数及制动系统关键部件刹车盘刹车片的弹性模量对制动稳定性的影响,结果显示在摩擦耦合作用下,系统中固有频率接近的部件产生模态耦合,导致系统不稳定振动;系统摩擦系数越大,摩擦耦合程度也越大,系统不稳定性越大,但主振频率不变;刹车盘和刹车片弹性模量增大分别起到增强和削弱摩擦耦合对系统不稳定性的影响。     

汽车鼓式制动器热力耦合有限元仿真分析

针对大坡度路段装载有鼓式制动器的重型载重汽车下坡时事故频发的问题,对某后桥单驱动鼓式制动器在制动过程中的温度和应力变化进行了研究。使用了有限元分析方法,对汽车鼓式制动器的制动鼓、制动蹄和摩擦衬片进行了热分析求解和结构分析,将温度场运算结果附加到模型之中,并求解了制动器结构的应力分布,对其进行了热力耦合分析;使用ANSYS workbench建立了鼓式制动器热力耦合有限元模型,通过制动摩擦生热模拟仿真试验对热力耦合作用进行了15次分析。研究结果表明:制动鼓、制动蹄及摩擦片的升温变化明显,通过监测确定了热衰退临界温度临界点。     

风电主轴盘形制动器温度场的数值模拟

制动摩擦热对摩擦副的摩擦学特性有着重要影响。根据制动摩擦热分析理论,建立了风电主轴盘式制动器摩擦副的有限元模型,并模拟了风电制动过程的三维瞬态温度场,获得了风电主轴制动器紧急制动工况下的温度场分布。结果分析表明,制动盘表面温度场呈非对称分布,且温度高和温度低的区域区别显著,摩擦副径向、轴向和周向上存在较大的温度梯度并预测了制动盘可能存在安全隐患的部位。得到风电主轴单次制动120 s内的摩擦副热量产生与耗散曲线,预测了单次制动后摩擦副恢复常温所需时间。     

拖曳与启停制动模式下盘式制动器热-机耦合特性研究

建立起盘式制动器三维热-机耦合有限元模型,分析在拖曳制动和启停制动两种模式下制动器的热-耦合特性和摩擦振动特性,并探讨了在启停制动模式下,不同的减速行为对热-机耦合和振动特性的影响。结果表明:制动器在热-机耦合作用下,制动盘两侧摩擦片的热变形形式完全不同,导致两侧摩擦片的温度分布差异显著,活塞侧的摩擦片表面温度大于钳指侧摩擦片温度,这种温度差异也表现在制动盘两侧的盘面温度上;随着摩擦界面温度升高,制动系统的振动强度逐渐降低,但由于温度差异导致制动盘两侧的热变形程度不同,因此制动器活塞侧的振动强度大于钳指侧的振动强度;制动盘的减速行为对系统的热-机耦合特性和摩擦振动特性影响显著,在快速制动模式下制动器与外界热交换效应显著,界面温度较低,但是振动强度较大;慢速制动和分步制动模式下,界面温度迅速升高,但是由于摩擦过程较为缓慢,系统振动强度较低;尤其是分步制动的情况下,在某一阶段的振动强度有可能非常微弱。以上研究结果对认识制动系统的温度分布特性和改善制动器振动噪声问题具有一定指导意义。     

矿车盘式制动器热－结构耦合分析

研究矿车盘式制动器耦合场的分布规律。采用温度场与应力场直接耦合方法,根据矿车制动摩擦副的实际尺寸及热传导的原理,建立摩擦副三维瞬态热-结构耦合的有限元模型,对制动器在紧急制动工况下进行数值模拟。结果表明,耦合场下制动盘温度场、应力场都呈现带状分布,温度与应力的最大值出现在摩擦盘与摩擦片接触挤压处,且应力最大值的出现稍滞后于温度最大值,这说明了二者之间具有耦合特性; 摩擦副径向、轴向具有较大的温度分布梯度,因此会产生较大的热应力,对制动器摩擦副材料造成热冲击和热疲劳,严重时可能会导致制动盘出现裂纹。     

风力发电机主轴制动器摩擦副温度场分析

基于有限元软件ANSYS建立某大型风电主轴制动器的三维有限元模型,运用参数化语言APDL进行编程,实现热载荷的循环施加,并对正常工况和紧急工况下制动盘温度场进行数值计算。结果表明,制动盘温度分布不均匀,摩擦区域温度呈现锯齿状波动,从而产生热冲击;制动盘表面摩擦区域各处温度最高点约处于制动过程的3/5段,紧急工况温度大大高于正常工况;制动结束后摩擦热向非摩擦区移动,摩擦区轴向温度趋于一致,而非摩擦区轴向上内部温度大于表面温度。     

盘式制动器摩擦副热力场应力场耦合分析

盘式制动器以制动平稳、制动感良好等优点在汽车上得到广泛应用。其摩擦副温度、应力等多场耦合是设计和选材的重要参考。根据其结构特点和工作性能,以摩擦副的多场耦合为分析对象,建立其三维分析的有限元模型,采用非线性相关理论和分析方法,对制动器的工作过程进行模拟分析。分析结果可知制动器摩擦副的多场分布规律,在制动器的轴、径等两个方向上,温度场存在着明显的温度变化,与之对应的也有非常大的热应力。采用制动器实验进行模型验证,实测温度变化曲线与温度仿真曲线变化趋势一致,证明所建立的制动器仿真模型及分析结果的准确性与可靠性,为同类研究提供参考。     

汽车气压盘式制动器瞬时温度场研究

基于盘式制动器制动过程中能量耗散的研究，建立了紧急制动过程中制动盘与摩擦片瞬态温度场分析的有限：元模型。采用直接热力耦合有限元方法来分析制动器摩擦热的产生及其温度的瞬态分布。结果表明，摩擦片与制动盘的：最高温度和达到最高温度的时间都不一样，摩擦片的温度从内径到外径基本是升高的，制动盘表面温度是中间部分最：高，内外径表面温度相对较低。与间接热力耦合方法相比，直接热力耦合方法考虑了制动器温度场与其应力应变场的瞬；态交替影响，使温度场的研究结果更接近实际工况。     

蹄-鼓式制动器热弹性耦合有限元分析

首先探讨蹄—鼓式汽车制动器的摩擦接触热弹性耦合非线性动力学问题及其分析方法,包括摩擦生热模型、多物理场中的弹性体有限元模型、接触问题模型的建立方法以及相应的数值分析方法。然后,利用有限元分析软件ADI-NA建立一种新型蹄—鼓式制动器热弹性耦合动力学分析的三维有限元模型,确定对模型求解的位移边界条件和热边界条件,设定材料物性参数、加载过程及模拟工况,探讨进行制动器热弹性耦合有限元分析的过程,通过仿真计算得到制动器工作过程中摩擦副间接触力分布、制动鼓瞬态温度场、应力场、变形场等重要信息。     

基于ANSYS的湿式制动器摩擦盘温度场分析

湿式制动器工作时摩擦盘与对偶钢盘之间因摩擦产生大量热量,摩擦盘应力场和温度场的研究是其重要的研究方面。运用有限元软件ANSYS,采用间接耦合,在不同的制动强度下,研究该类型摩擦盘压应力的分布情况;根据摩擦盘在不同工况下的温度分布情况,考核制动器的热负荷、研究热弹性失稳现象。研究结果表明,由于摩擦盘所受压应力的不均匀分布,导致输入摩擦盘的热流密度不均,引起热机失稳现象发生。     

湿式制动器三维瞬态温升特性研究

针对非公路车辆在连续制动工况下出现的热疲劳问题,建立了湿式制动器三维瞬态热机耦合分析模型,考虑了热流密度、热流分配系数、对流换热系数这些热边界对于温升的影响,运用有限元分析软件ANSYS模拟了非公路车辆湿式制动器摩擦盘在连续制动过程中的变化,得到摩擦盘温度场和应力场的分布。研究结果表明,温度在接触界面半径中间偏外缘方向分布不均匀易产生热疲劳,在温度梯度大的地方应力集中现象明显,分析结果与实际情况一致,为湿式制动器的设计提供了理论基础。     

刹车盘成形热结构耦合分析

在有限元软件ANSYS中采用正交实验的方法确定了刹车盘成形的最佳温度参数为：浇注温度710℃、模具预热温度150℃、冷却水温度50℃。并用ANSYS对刹车盘成形过程的相变及热结构耦合进行了分析,得到了刹车盘毛坯和模具的温度场、应力场和变形。     

基于有限元法分析影响钻机液压刹车盘温度场和应力场的因素

针对石油钻机液压刹车盘瞬态温度场,建立了有限元仿真分析模型,并运用ABAQUS对模型进行热-机耦合仿真计算,重点研究了参数改变对温度场和应力场分布的影响。在不改变刹车条件的情况下,仅仅改变对流换热系数、制动时间、热膨胀系数、热传导系数、摩擦因数等参数,得到的温度场、应力场分布及相关结论是一致的;对于刹车盘,降低整体的温度和应力,可以通过增大对流换热系数、减小热膨胀系数、增大热传导系数、减小摩擦因数来实现。仿真分析结论为研制性能更好的刹车盘提供理论指导。     

不同摩擦衬片结构下盘式制动器瞬态热机耦合特性研究

文中采用Abaqus/Explicit显式积分算法对某车型通风盘式制动器进行热机耦合特性研究,探讨该制动器在制动过程中的温度分布特性和动力学行为。在此基础上,该研究设计出3种不同结构的摩擦衬片,通过和原始的摩擦衬片仿真结果进行对比分析,探讨不同摩擦衬片结构对制动器热机耦合特性的影响。结果表明,制动过程中摩擦衬片的温度分布处于动态变化的过程,热机耦合作用会对系统的振动特性产生影响。通过开沟或者倒角处理后的摩擦衬片能够有效降低界面温度,改善热弹性变形,减弱系统振动强度。而当对摩擦衬片同时进行开沟槽和倒角处理后,它能在降低界面温度的同时使得界面温度分布更加均匀,进一步减弱摩擦衬片热弹性变形,并且抑制制动器的高频振动。研究结果为改善制动器的温度分布和减振降噪设计提供理论依据。     

基于ABAQUS制动器热流多场耦合建模分析

制动器工作过程中盘片摩擦产生的热流为非轴对称的,二者之间的热流耦合及其他场的耦合作用是影响制动效能的重要因素。基于以上问题,针对盘式制动器建立热传导方程,对盘片之间的摩擦传热和热流耦合现象进行分析。根据盘式制动器的结构特点和所建立的热传导数学模型,基于ABAQUS/Explict搭建其三维瞬态温度/应力场有限元模型,分析正常制动和紧急制动等典型工况下制动盘的温度场和应力场,对多场耦合现象进行分析;分析制动盘打孔后的温度场、热应力场等分布。结果表明:车辆在正常制动和紧急制动时,多场耦合有较大区别;正常制动工况最高温升160℃,紧急制动最高温升622℃;紧急制动工况,场耦合情况严重,温度场在轴向和径向上存在较大的温度梯度,对制动效能有较大影响;打孔不适用所研究的制动器,对场分布产生不利影响,会降低制动效能。所搭建模型和分析结果为实际设计提供参考。     

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。     

制动器摩擦热效应分析

以现代摩擦理论为基础,依据试验结果定性地分析了制动器摩擦副摩擦热的产生扩散及对摩擦副性能的影响，不同对偶摩擦副其“热影响表面层”摩擦性能的变化以及＂热分解温度＂的重要意义。制动器在长时制动或重复制动工况下，摩擦温度不断升高,在摩擦材料浅表层积聚高的热量从而引起摩擦材料摩擦性能的变化。不同对偶摩擦副摩擦因数随温度的变化规律有所不同,但温升高于“热分解温度”后，摩擦因数均显著下降，因此了解摩擦材料热分解温度是制动器设计和运行的关键所在。     

准高速机车制动盘三维温度场及热应力场分析

应用有限元方法对准高速机车制动盘制动过程中由于摩擦生热引起的热弹性问题进行研究.利用Pro/E软件建立制动盘三维实体模型,并将之导入ANSYS中建立制动盘的三维有限元模型.根据热力学理论建立传热数学模型以及耦合的热弹性本构模型.虚拟仿真过程中考虑热流密度和换热系数随时间变化的影响,得出随时间变化的温度场和应力场.仿真结果表明,制动盘在制动后20s最高温度达到121℃,在制动后10s最大应力达到210MPa.