周盤式制動器熱-結構耦合分析及實驗研究

程 燚，蘇旭武，石 康，夏海龍

(1.湖北工業大學機械工程學院,武漢 430068;2.湖北中爾車軸有限公司,十堰 442013)

0 引言

隨著世界經濟的發展，物流業發揮著越來越重要的作用。為了追求高效率下有更好的性能，物流車輛的設計已經逐漸向著增加載重以及更加安全化的方向發展，而制動器作為主要車輛制動系統構件之一，其綜合性能要求也越來越高。

在制動過程中，剎車片和制動鼓的摩擦產生了接觸壓強，根據條件結合熱流率和熱邊界條件可以得到制動器的瞬態分析溫度場[1-2]。米召陽等[3]利用有限元法對盤式制動器的溫度場、應力場進行分析，得出當機械能轉化為熱能的速度小于對流散熱時，制動器的溫度開始逐漸降低。王曉穎等[4]結合臺架實驗和有限元分析的數據對比，以標記點的形式對特定位置進行應力、應變、溫度進行動態觀察，從而了解制動鼓的失效規律。

孫繼宇等[5]對TD485單驅動橋鼓式制動器進行不同工況的熱-力耦合分析，得到制動鼓的溫度和應力分布云圖，預測制動鼓可能出現的失效形式。畢世英等[6]使用ANSYS Workbench建立制動器的熱力耦合分析模型，通過制動摩擦生熱模擬仿真實驗對熱力耦合作用進行了 15 次分析。得出制動鼓、制動蹄及摩擦片的升溫變化明顯，并且通過監測確定了熱衰退臨界溫度臨界點。

張森等[7]通過MPCCI數據交換平臺實現對通風盤式制動器進行溫度場、應力場和空氣流場的完全耦合運算，然后對比對應節點的瞬態計算溫度和實驗值，證明該研究方法可有效提高對整體模型的計算精度。……