集成电磁与摩擦的车辆盘式制动器优化设计

介绍了集成电磁与摩擦的车辆盘式制动器的结构和工作原理,基于多目标优化理论,通过对集成电磁与摩擦盘式制动器的深入研究,分析了该集成化制动器设计过程中必须满足的性能指标和几何约束条件,建立了以制动力矩最大和制动温升最小为目标函数的多目标化的优化数学模型,采用统一目标函数法中的乘除法将多目标转化为单一目标进行优化求解。优化结果表明,采用优化设计方法得到的结构参数方案改善了集成电磁与摩擦制动器制动效果和抗热衰退性能。     

基于模糊优化方法盘式制动器优化设计

盘式制动器作为载重车辆重要的制动装置,其优化中存在诸多的模糊因素,这些因素对提高制动器的性能具有重要影响。基于盘式制动器的结构特点和制动过程特点,以制动器制动过程时间最短为主要优化目标,以制动盘厚度最小为次要优化目标,搭建盘式制动器通用设计的模糊优化数学模型。考虑到摩擦因数的不确定性及各约束边界的模糊性,运用模糊评判和模糊优化方法确定了摩擦因数及各相关参数。结果表明:通过模糊优化设计,制动时间显著缩短约5%,制动盘厚度也有所减小约9%;搭建盘式制动器试验台,对优化设计前后制动器制动时间进行对比,结果表明优化设计的有效性和可靠性,对盘式制动器的设计制造具有一定的实际指导意义。     

运用TRIZ理论的电磁与摩擦集成制动器设计

针对传统盘式制动器制动"热衰退"和液压制动响应慢等问题,运用"发明问题解决理论"—TRIZ理论,综合汽车摩擦制动与电涡流制动的工作原理,实现电磁—摩擦一体化制动器的创新设计。基于电磁感应定律,推导了电磁制动部分制动力矩公式,为磁场分析提供了理论基础。应用Ansoft Maxwell对电磁制动部分磁感应强度分布情况及制动力矩响应曲线进行了分析,仿真结果表明,集成制动器各电磁制动情况均能获得一定的制动力矩,可以有效的分担部分摩擦制动的负担,降低"热衰退"。     

汽车盘式制动器多目标函数优化设计

制动力矩与制动温升是汽车盘式制动器设计中两个重要参数,对汽车制动器的安全性有着重大影响。文中针对汽车盘式制动器的设计建立了以制动力矩最大和制动温升最小为目标的优化数学模型,调用MATLAB优化工具箱中的遗传算法求解,取得了良好的优化效果。     

盘式制动器的制动热计算与仿真

盘式制动器是带式输送机上常用的制动部件,因其有质量体积小、制动力矩大、散热条件好等诸多优点,在带式输送机的制动中应用较为普遍。阐述了盘式制动器的结构特点和工作原理,分析了盘式制动器在制动过程中制动热产生和传导的理论计算,建立了盘式制动器热-机耦合的有限元分析模型,并在有限元分析软件ADINA环境下进行了制动过程的模拟和仿真,揭示了制动热的分布情况与变化规律,从而为盘式制动器的设计和改进提供理论依据。     

矿井提升机无轴式盘式制动器结构优化设计

提升机作为矿井关键的机械工艺设备,提升机盘式制动器失效会带来许多安全隐患,因此,有必要分析和提高盘式制动器的制动性能.通过对常用的无轴式盘式制动器的结构进行分析研究,采用有限元数值模拟分析方法,以制动正压力和有效制动时间为优化目标参数.对常用无轴式盘式制动器结构进行优化设计,有限元仿真分析结果显示,优化后的无轴式盘式制动器结构的正压力数值提升,有效制动时间延长,达到了结构优化设计目的,也使提升机制动器工作性能更加优异.     

高速重载盘式制动器的计算机辅助设计

本文对高速(V≥20～40m/s),重载(P≥100～300N/cm~2)的盘式制动器的制动特性进行了分析,对制动元件进行了热特性分析,以衬片磨损量最小(摩擦功最小)、摩擦温升最低和制动时间最短为目标函数,优化设计盘式制动器的结构尺寸。实践证明,对高速重载盘式制动器的计算机辅助设计能较完满地反映出该制动器的热性能特点和衬片的磨损规律,计算结果为生产提供了可靠的理论基础。     

基于时变不确定性理论重载盘式制动器设计方法研究

为了解决传统盘式制动器设计过程中出现的设计保守与时效性差等问题,提出一种基于时变不确定因素的盘式制动器可靠度计算模型,并以盘式制动器制动距离和制动温升作为制动性能的限制条件得到盘式制动器时变不确定性的设计方法。分析结果表明,通过对盘式制动器重新设计计算后,制动距离可靠性与制动温升可靠性均达到可靠性要求;通过对重新设计的盘式制动器进行有限元分析后,发现重新设计模型强度及温度场分布满足使用要求。     

商用车鼓式制动器性能试验台的设计与实现

本文采用模块化设计方法研制了一套商用车鼓式制动器性能模拟试验台,可对鼓式制动器进行制动效能试验、热衰退-恢复试验、制动衬片磨损试验及噪声检测,测试其制动扭矩随制动压力、速度等的变化关系.本文主要从试验台总体设计原理、测试平台测控系统设计和试验结果分析三个方面进行了分析.结果表明,本试验台能够满足不同鼓式制动器的性能试验...     

矿用带式输送机盘式制动器振动过程分析及优化研究

矿用带式输送机的盘式制动器对整机系统进行制动时,制动盘与安装机架之间会产生振动效应,当制动盘与机架振动频率接近时会产生共振现象,将对整个制动器的制动性能有较大的影响。针对这个问题,以西南地区某矿盘式制动器为例,根据制动盘与闸瓦的前8阶模态分析结果对整个盘式制动器的结构进行优化,避免因制动盘与机架振动频率接近而产生的共振现象。优化结果显示,对整个盘式制动器的结构优化后有效避免了制动盘与机架产生的共振现象,提高了制动器制动性能,确保了带式输送机运行的安全性和稳定性。     

某4×2轻型载货车鼓制动器抗热衰退性能改进

以某轻型载货车的制动器为研究对象,重点是制动器摩擦片和制动鼓两个零部件.讨论了摩擦片和制动鼓的台架和道路试验的热衰退模式.对制动器进行了热容量校核、对制动鼓进行了受力分析,排除了部分故障原因.从摩擦片材料和制动鼓微量元素的选择等几个方面讨论提升其抗热衰退性能的方案.然后通过台架对比试验确定最优方案,最后按此方案进行大量道路试验以及定点投放市场的验证,性能提升明显.最终得出,通过优化摩擦片基材和制动鼓化学成分,可有效改进制动器的抗热衰退性能.     

水冷盘式制动器散热结构优化

为提高水冷盘式制动器散热性能,基于强化对流传热原理,通过添加扰流柱对制动器散热结构进行优化,设计了4种扰流柱散热结构,运用CFD方法模拟制动盘流固耦合传热过程,采用Fluent软件进行热流固耦合仿真计算,获得制动盘温度特性和换热特性以及流动阻力特性,并使用综合性能评价因子对不同扰流柱散热结构进行评价。结果表明:通过在安装盘水槽内添加扰流柱可以有效地提高水冷盘式制动器的散热效果;在相同的工作条件下,正三角形扰流柱散热结构的盘面温度最低,平均努塞尔数与流动阻力最高,其综合散热性能较圆形、椭圆形以及水滴形扰流柱散热结构分别提高了3.4%,2.4%和4.4%,较无扰流柱散热结构提高了6.7%,正三角形扰流柱散热结构具有更好的综合散热性能。研究结果为水冷盘式制动器散热结构的优化设计提供了参考。     

环状与蜂窝蓄热体传热与阻力特性试验研究

蓄热换热器具有结构简单、造价低、效率高等优点,在余热回收方面有着广阔的应用前景。蓄热体作为蓄热换热器的关键部分,其形状、大小及材质等各项性能参数都会对蓄热系统的余热回收效果产生重要的影响。对环状和蜂窝这两种蓄热体的传热与阻力特性进行了试验研究,通过对试验结果分析,得出了热空气进口温度和速度对蓄热体冷热空气出口温度、传热速率、温度效率、热效率及阻力损失的影响规律,并从温度效率、热效率和阻力损失几方面比较了两蓄热体的传热与阻力性能,发现在低进口速度时环状蓄热体的综合性能更好。     

Development of a high-quality rare earth oxide modified resin-based brake material

A high-quality brake material was developed by using different rare earth oxide modified resin-based brake materials and designing the composite material through an orthogonal optimization test. The effect of rare earth oxide on the properties of the resin-based brake material, such as the friction and wear, thermal decay resistance, and recovery, was explored using the constant-speed friction test, Chase friction test and worn surface morphological observation. The results show that rare earth lanthanum oxide can be added to improve the friction and wear properties of the brake material compared to cerium oxide and yttrium oxide. At 100–350°C, the friction coefficient of the developed brake material fluctuates in the range of 0.40–0.50, and the material has high friction coefficient, good thermal decay resistance and favourable wear resistance. The friction coefficient of the optimal formulation can reach the GF level, so its tribological properties are very good and better than the brake pads of automobiles at home and abroad.     

带式制动器瞬态温度场的有限元分析

依据传热学理论和带式制动器的结构特点,建立了制动带瞬态温度场数值模拟三维有限元计算模型,用有限元分析软件MSC.Marc进行了紧急制动工况下瞬态温度场的分析计算,获得了内部温度场分布规律;分析了摩擦片不同性能参数对温度场分布规律的影响,为带式制动器的优化设计提供参考。     

盘式制动器摩擦磨损热动力学研究进展

摩擦磨损热动力学是制动器失效分析和设计的重要理论依据,对选择摩擦副材料也有指导作用．因此从分析摩擦热对制动器摩擦副的影响着手,总结了盘式制动器摩擦磨损热动力学的数学、物理模型,并对制动摩擦表面温度场和应力场的计算方法进行分析比较,评述了盘式制动器摩擦磨损热动力学的研究进展,并对今后主要研究工作进行了展望．     

Coefficient of Friction Measurements for Thermoplastics and Fibre Composites Under Low Sliding Velocity and High Pressure

Friction materials for typical brake applications are normally designed considering thermal stability as the major performance criterion. There are, however, brake applications with very limited sliding velocities, where the generated heat is insignificant. In such cases it is possible that friction materials which are untypical for brake applications, like thermoplastics and fibre composites, can offer superior performance in terms of braking torque, wear resistance and cost than typical brake linings. In this paper coefficient of friction measurements for various thermoplastic and fibre composite materials running against a steel surface are presented. All tests were carried out on a pin-on-disc test-rig in reciprocating operation at a fixed sliding speed and various pressure levels for both dry and grease lubricated conditions. Moreover, a generic theoretical framework is introduced in order to interpret the changes of friction observed during the running-in phase.     

基于Fluent的盘式磁流变液制动器优化设计

针对盘式磁流变液制动器的散热问题,通过对盘式磁流变液制动器进行结构改进,使磁流变液在制动间隙采用流动模式,将制动过程中产生的热量及时带走,较好地解决了制动装置的散热问题:给出了基于Fluent的优化设计流程,并通过一个实例验证了方法的可行性和有效性.     

盘式制动器中热问题的研究概况

摩擦热是影响摩擦副材料性能变化的最直接因素。过高的摩擦热不仅使摩擦副材料的摩擦学性能发生变化,而且导致热弹性不稳定性（TEI）、局部过热点现象等发生,制动盘发生热变形。目前研究认为,热弹性不稳定性是制动器发生热颤振和噪声的主要来源,最终可能导致制动器过早失效。本文针对这些方面的研究进行了综述,最后进行总结并对未来研究工作提出了展望与建议。     

长沙某高校土壤源热泵热水系统设计及经济性分析

介绍了长沙某高校土壤源热泵热水系统设计,基于费用效果分析法,与空气源热泵热水系统经济性进行了对比分析,表明该系统虽然初投资较高,但是运行成本低,节能减排效果明显,阐明了合同能源管理运营模式在推动高校热水系统建设中的优势。