汽車浮鉗式盤式制動器有限元分析

摘要：盤式制動器由液壓控制，隨車輪轉(zhuǎn)動，具有散熱快、重量輕、構(gòu)造簡單、調(diào)整方便，制動效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。該文對制動器進(jìn)行有限元分析，并對結(jié)果進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：盤式制動器 ANSYS 有限元分析

中圖分類號：U463.51+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（b）-00-01

汽車制動系統(tǒng)是汽車行駛的一個重要的主動安全系統(tǒng)，其性能對汽車行駛安全有著重要影響。浮鉗式盤式制動器在制動盤一側(cè)設(shè)有加壓機(jī)構(gòu)，可在制動盤的另一側(cè)產(chǎn)生壓緊力。

1 制動器有限元模型建立

將CATIA軟件中建立的浮鉗式盤式制動器三維模型導(dǎo)入ANSYS中。首先簡化模型，采用10節(jié)點(diǎn)四面體單元作為劃分網(wǎng)格類型，可在邊緣和高應(yīng)力處細(xì)化和改善網(wǎng)格。活塞的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為25995，單元數(shù)為13160，制動鉗鉗體的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為36535，單元數(shù)為18526?；钊般Q體的有限元模型如圖1，圖2所示。

2 材料屬性的添加

設(shè)定彈性模量和泊松比，其中活塞采用的材料為08AL，鉗體采用QT500-7，活塞的彈性模量（Gpa）190，制動鉗鉗體為173，泊松比活塞為0.25，制動鉗鉗體為0.3。

3 載荷和約束的施加

活塞液壓缸的制動壓強(qiáng)直接均勻作用在活塞上，壓強(qiáng)P=2 mpa。制動鉗鉗體的油缸內(nèi)壁受到均勻分布的液壓壓強(qiáng)P，油缸內(nèi)直徑D=56 mm，制動盤反作用力通過外側(cè)摩擦塊對鉗體產(chǎn)生一個推力F=10231 N，載荷均布在襯塊底板與鉗體接觸處。

各零件的約束條件施加情況為：活塞只能沿著液壓缸內(nèi)徑X方向作平動，所以需要約束Y，Z方向的平動和三個轉(zhuǎn)動；制動時，可使鉗體沿著平行導(dǎo)向銷的軸向運(yùn)動，通過自定義來約束沿Y，Z軸方向運(yùn)動和繞XYZ的轉(zhuǎn)動，5個自由度。

4 仿真計算與結(jié)果分析

有限元分析結(jié)果如圖3，圖4所示。在應(yīng)力云圖中可知，活塞受到的最大馮氏應(yīng)力為64.748 mpa，應(yīng)力最大處為活塞壁底部

邊緣。

制動鉗受到最大應(yīng)力為0.72387 mpa，應(yīng)力最大處為缸體內(nèi)側(cè)，通過對比發(fā)現(xiàn)應(yīng)力最大處均小于屈服極值，滿足強(qiáng)度要求。

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