盘式制动器热响应特性仿真与多场模拟试验研究

发布时间：2020-11-13 06:50

　　 盘式制动器广泛应用于各类车辆。由于其直接影响整车的行驶安全性和可靠性,因而在整车中占据了举足轻重的地位。此外,随着车速的不断提升,制动时产生的热量也随之剧烈增加,这也对盘式制动器的性能提出了更高的要求。因此,对制动过程中盘式制动器的热响应特性进行研究显得至关重要。综合运用机械振动学、转子动力学、传热学以及接触力学等多领域知识,在考虑制动过程摩擦接触所致振动变形的前提下,本文仿真研究了盘式制动器制动过程的热响应特性,并利用模拟试验研究验证了仿真方法的正确性;通过模拟试验,对制动盘盘面上一点的侧向振动位移和温度、制动过程中的噪声、制动时间及制动减速度等多场物理量进行了深入分析。首先,本文以城轨列车为例,对实际制动过程中运动学/动力学参数进行计算,并在这些参数的基础上对列车制动盘进行三维流场仿真。通过流场仿真,得到了制动全过程制动盘周围及通风孔内部的流场分布,分析了全域表面对流换热分布规律,获得了后续求解温度场及应力场所需的对流换热边界条件。其次,考虑摩擦接触所致振动变形,开展三维热固耦合仿真研究,对城轨列车制动盘摩擦面温度及应力响应分布进行了分析。通过分析制动盘摩擦面相关节点的轴向位移,给出了制动初期振动所致摩擦面出现剧烈热应力波动现象的合理解释,找到了制动过程制动盘摩擦面轴向剧烈振动危险区域。最后,设计搭建了小型制动测试试验台,开展制动过程多场模拟试验研究。在不同系统转动惯量、制动压力和初始转速等工况下,基于试验测得的制动盘盘面一点的侧向振动位移和温度、制动过程噪声、制动时间及制动减速度等数据,通过温度历程对比分析验证了理论仿真方法的正确性,研究了侧向振动位移和噪声的幅频特性以及温度时域变化规律,分析了制动过程热响应及制动性能参数的实测演变特性。本文研究工作对盘式制动器多场耦合分析设计以及试验测试具有一定的指导和参考意义。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH134
【部分图文】：

图 1.1 盘式制动器的车辆借助摩擦片与制动盘之间的摩擦-3]。在车辆制动过程中，制动器机械力其内在规律和特性研究涉及机械多体动学和摩擦学等众多学科门类。在研发和和热物理特性，各项理论预估性能参数致使制动盘出现热衰退、制动尖叫、热全性、环保性、舒适性等造成严重影响产生的热量也随之剧烈增加，这就对盘，对制动过程中盘式制动器的热响应特

第 2 章 制动过程参数计算及流场仿真2章 制动过程参数计算及流场仿列车为例，对制动过程中运动学/动力学参数进对列车制动盘进行流场仿真。通过流场仿真不仅动盘周围及通风孔内部的流场分布，还获得了后流换热边界条件。力学参数计算发展以及城市化进程的加快，城市交通拥堵问列车的迅猛发展。比起其他交通方式，城轨列以及舒适度高等优点[51]。道客车股份有限公司所研发的市域快轨车辆如

图 2.2 网格模型将网格导入 Fluent 后需先进行网格检查，检查结果如表 2.4 所示。从中可以看到体积统计和连通性信息，其中最重要的一项为最小体积。因为 9.732648×10-8为正值，说明没有负体积网格的存在，因此网格模型满足要求。另外，在湍流模型方面选择 k-ε 两方程模型，并打开能量方程。表 2.4 网格检查结果检查参数 大小最小体积(m3)最大体积(m3)总体积(m3)最小表面积(m2)最大表面积(m2)9.732648×10-82.713331×10-33.4320004.771096×10-54.733098×10-2
【参考文献】

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本文编号：2881881