高压大型车用盘式制动器热摩擦磨损机理研究

发布时间：2018-04-17 16:15

  本文选题：高压大型盘式制动器 + 温度场　； 参考：《江苏科技大学》2016年硕士论文

【摘要】：盘式制动器的制动过程伴随着强烈的“热-应力-磨损”耦合现象,制动盘温度高、波动程度大,摩擦片磨损快且不均匀的问题,已经成为制约盘式制动器使用寿命的主要因素,因此,开展高压大型车用盘式制动器热摩擦磨损机理研究,对提高汽车制动安全性,有效提升制动性能具有重要的理论意义和实用价值。本文针对24.5T灰铸铁制动盘和树脂基复合材料摩擦片所组成的摩擦副,采用试验研究、理论分析和数值计算相结合的方式,对其在1.2MPa气压下的热摩擦磨损机理进行研究。主要研究内容和结论如下:(1)通过制动盘与摩擦片在室温至800℃的拉压试验、热物性参数试验,建立制动盘与摩擦片的本构模型和热机耦合有限元分析模型。综合利用解析法和CFD技术,确定摩擦片、制动盘和空气之间的对流换热系数,并结合温度场试验,探讨制动盘与摩擦片在紧急制动工况和连续制动工况下温度场、应力场和接触压力的变化规律,证明温度场与应力场之间存在强耦合关系。(2)以树脂基复合摩擦材料为对象,进行销盘式摩擦磨损试验,研究摩擦系数、磨损率随温度的变化关系,建立合理的摩擦磨损模型。通过分析试验过程中摩擦力矩、磨损体积、磨损深度和接触压力的变化规律,得出磨损半径越大,磨损深度越大的结论。提出磨损深度不均匀度hNU和接触压力不均匀度piNU的概念,采用正交试验极差分析法,研究不同制动工况下压力分布对磨损深度的影响,得出当压力中心处于摩擦材料试样下半部分中心时,hNU和piNU最小,摩擦磨损性能最好的结论。(3)编写用户子程序UMESHMOTION,采用自动后处理热机耦合计算结果方式,实现盘式制动器热摩擦磨损行为的数值模拟,分析摩擦片磨损体积、磨损深度、摩擦力矩、接触压力和接触面积的变化规律,探究温度对磨损深度、接触压力和接触面积的影响。利用惯性台架试验,验证热摩擦磨损仿真的正确性,并采用扫描扫描电镜,观察磨损后摩擦片表面的微观形貌,研究温度对磨损机理的影响,得到不同制动时期的摩擦片磨损形式。
[Abstract]:The brake process of disc brake is accompanied by the strong coupling phenomenon of "thermo-stress-wear", the temperature of brake disc is high, the degree of fluctuation is large, and the wear of friction disc is fast and uneven.It has become the main factor that restricts the service life of disc brake. Therefore, the research on the mechanism of hot friction and wear of high pressure large scale disc brake can improve the safety of automobile brake.It has important theoretical significance and practical value to improve braking performance effectively.In this paper, the hot friction and wear mechanism of 24.5T gray cast iron brake disc and resin matrix composite friction plate under 1.2MPa pressure was studied by means of the combination of experimental study, theoretical analysis and numerical calculation.The main contents and conclusions are as follows: (1) the constitutive model of brake disc and friction disc and the coupled finite element analysis model of heat engine are established by the tension and compression test of brake disc and friction disc at room temperature to 800 鈩，

本文编号：1764329