通风制动盘热特性分析及其基于热管结构的强化传热研究
发布时间：2021-04-18 13:04
作为汽车制动系统的核心部件之一,制动器的质量和性能非常关键。汽车制动过程中转化的热能,绝大部分被制动器吸收,使得制动器表面温度在短时间内急剧升高,引起制动器发生热衰退等现象,进而造成制动性能的下降。对制动器进行热和应力耦合分析,以及强化传热研究,对提升制动器的性能具有重要的研究价值。本文以通风式制动盘为研究对象,依据其实际尺寸建立三维模型,对其进行热固耦合数值模拟和相关试验。结果表明:紧急制动过程中,通风制动盘表面径向、周向和轴向温度都经历了先迅速升高后缓慢下降的变化趋势。这与通风制动盘表面摩擦生热速率在制动过程初期占主导地位,而表面对流换热作用在制动后期逐渐增强有关。通风制动盘的径向温差高达148℃左右,明显大于周向温差。在整个制动过程中等效应力主要表现为热应力,最大值约为150MPa,远小于通风制动盘材料要求的安全强度。在保证通风制动盘正常结构强度的前提下,结合上述分析结果,本文采用均温性能良好的热管对普通通风制动盘表面的高温区进行了强化传热研究。具体表现为在通风制动盘两侧表面沿制动盘转动方向等角度嵌入热管。利用热管优异的热传导性能,将通风制动盘表面高温区域的热量引导到非摩擦区域,...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
盘式制动器工作原理
4（c）散热孔盘式 （d）流线型散热孔盘式图 1-5 盘式制动器结构的优化综上所述，作为构成制动器的主要零部件之一，通风制动盘的研究无论是在新材料方面还是在结构的强化传热优化方面都具有非常重要的价值。合理独到的结构优化不仅有助于提升制动器的制动性能，对车辆行驶过程的稳定舒适性也提供了一定的保障，从而有助于减少交通事故的发生，产生更大的经济价值。1.2 热固耦合概述热固耦合问题是在对物体做结构动态分析中经常会碰到的一类耦合问题。物体在动态运动过程中，尤其是两个互相接触的物体产生相互作用会发生温度分布不均，导致物
图 1-6 热管工作原理示意图如图 1-6 所示，热管通常由三部分构成：热管管壳、毛细吸液芯和端盖。在封闭的内腔之前须要将里面的空气抽走，使热管内腔达到满足要求的真空度，接着将定液体工作介质添加到内腔。热管可分为三段来看，除了中间的绝热段以外，其中一热管的蒸发段，热量在这里通过热管管壳的热传导作用传递给内腔的液态工作介质负压状态的内腔使得里面的液态工作介质沸点很小，受热极易发生沸腾相变，使液生汽化，压强随之增大从而推动蒸汽向热管的另外一端流动。另一端是热管的冷凝段蒸发段来的蒸汽在发生冷凝相变成为液体。随后通过吸液芯的毛细作用，液体工作流回加热端再次被加热发生相变汽化，这样便可以使管内持续不断的发生相变换热量循环。由于相变潜热通常具有极佳的传热效率，同时热管内腔的传热热阻往往非，从而可以使热管在两端温差很小的情况下依然保持高速传热。根据热管的结构特点和工作原理可知，与同类导热体对比，热管的导热性能、热性、均温性等表现更具优势[14]。因而被越来越多的应用到不同的场合，相应地出现
【参考文献】：
期刊论文
[1]车用制动器国内外发展现状[J]. 吴波,韩志成,宋威,王鹏,李银燕. 科技创新导报. 2017(19)
[2]汽车制动器的应用现状及发展趋势[J]. 刘军. 农业开发与装备. 2017(05)
[3]微型热管技术研究进展[J]. 赵宇,陈磊,肖进,熊超,袁洪春. 科技展望. 2017(04)
[4]对中国汽车产业发展的四点看法[J]. 辛国斌. 汽车纵横. 2016(06)
[5]开启中国汽车产业发展新阶段[J]. 于永初. 汽车工艺师. 2016(06)
[6]紧急制动工况下汽车通风盘式制动器瞬态温度场分布的研究[J]. 简弃非,吴昊. 江西师范大学学报(自然科学版). 2016(02)
[7]论述汽车制动器刹车原理及发展方向[J]. 刘少华,刘晨. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2016(02)
[8]热载荷确定方法对制动盘温度场影响的研究[J]. 夏德茂,奚鹰,周亚红. 中国工程机械学报. 2015(05)
[9]车辆前制动盘三维温度场模拟研究[J]. 肖启瑞. 西华大学学报(自然科学版). 2014(04)
[10]热管等效导热系数的数值模拟[J]. 廖火生,刘小康,缪利梅. 半导体光电. 2013(05)
硕士论文
[1]汽车通风式盘式制动器热—结构耦合分析及结构的优化设计[D]. 吴昊.华南理工大学 2016
[2]基于神经网络的盘式制动器热—结构有限元分析结果预测模型研究[D]. 杨玥.吉林大学 2013
[3]盘式制动器热与热力耦合分析模型建立与仿真计算研究[D]. 陈友飞.清华大学 2011
[4]汽车盘式制动器热—结构耦合仿真分析及其寿命研究[D]. 吴婧斯.西南交通大学 2011
[5]夹套式热管换热器多场数值模拟与优化研究[D]. 张岭.中南大学 2010
[6]微型烧结热管的制备及传热性能的实验研究[D]. 肖园园.上海交通大学 2009
[7]热管在动载状态下的传热研究[D]. 赵晓军.南京航空航天大学 2008
[8]半刚性钢框架动力性能的有限元分析[D]. 秦浩.合肥工业大学 2007
[9]盘式制动器温度场研究[D]. 金晓行.合肥工业大学 2007
[10]鼓式制动器温度场的数值模拟研究[D]. 杨鹏飞.长安大学 2004
本文编号：3145523
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
盘式制动器工作原理
4（c）散热孔盘式 （d）流线型散热孔盘式图 1-5 盘式制动器结构的优化综上所述，作为构成制动器的主要零部件之一，通风制动盘的研究无论是在新材料方面还是在结构的强化传热优化方面都具有非常重要的价值。合理独到的结构优化不仅有助于提升制动器的制动性能，对车辆行驶过程的稳定舒适性也提供了一定的保障，从而有助于减少交通事故的发生，产生更大的经济价值。1.2 热固耦合概述热固耦合问题是在对物体做结构动态分析中经常会碰到的一类耦合问题。物体在动态运动过程中，尤其是两个互相接触的物体产生相互作用会发生温度分布不均，导致物
图 1-6 热管工作原理示意图如图 1-6 所示，热管通常由三部分构成：热管管壳、毛细吸液芯和端盖。在封闭的内腔之前须要将里面的空气抽走，使热管内腔达到满足要求的真空度，接着将定液体工作介质添加到内腔。热管可分为三段来看，除了中间的绝热段以外，其中一热管的蒸发段，热量在这里通过热管管壳的热传导作用传递给内腔的液态工作介质负压状态的内腔使得里面的液态工作介质沸点很小，受热极易发生沸腾相变，使液生汽化，压强随之增大从而推动蒸汽向热管的另外一端流动。另一端是热管的冷凝段蒸发段来的蒸汽在发生冷凝相变成为液体。随后通过吸液芯的毛细作用，液体工作流回加热端再次被加热发生相变汽化，这样便可以使管内持续不断的发生相变换热量循环。由于相变潜热通常具有极佳的传热效率，同时热管内腔的传热热阻往往非，从而可以使热管在两端温差很小的情况下依然保持高速传热。根据热管的结构特点和工作原理可知，与同类导热体对比，热管的导热性能、热性、均温性等表现更具优势[14]。因而被越来越多的应用到不同的场合，相应地出现
【参考文献】：
期刊论文
[1]车用制动器国内外发展现状[J]. 吴波,韩志成,宋威,王鹏,李银燕. 科技创新导报. 2017(19)
[2]汽车制动器的应用现状及发展趋势[J]. 刘军. 农业开发与装备. 2017(05)
[3]微型热管技术研究进展[J]. 赵宇,陈磊,肖进,熊超,袁洪春. 科技展望. 2017(04)
[4]对中国汽车产业发展的四点看法[J]. 辛国斌. 汽车纵横. 2016(06)
[5]开启中国汽车产业发展新阶段[J]. 于永初. 汽车工艺师. 2016(06)
[6]紧急制动工况下汽车通风盘式制动器瞬态温度场分布的研究[J]. 简弃非,吴昊. 江西师范大学学报(自然科学版). 2016(02)
[7]论述汽车制动器刹车原理及发展方向[J]. 刘少华,刘晨. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2016(02)
[8]热载荷确定方法对制动盘温度场影响的研究[J]. 夏德茂,奚鹰,周亚红. 中国工程机械学报. 2015(05)
[9]车辆前制动盘三维温度场模拟研究[J]. 肖启瑞. 西华大学学报(自然科学版). 2014(04)
[10]热管等效导热系数的数值模拟[J]. 廖火生,刘小康,缪利梅. 半导体光电. 2013(05)
硕士论文
[1]汽车通风式盘式制动器热—结构耦合分析及结构的优化设计[D]. 吴昊.华南理工大学 2016
[2]基于神经网络的盘式制动器热—结构有限元分析结果预测模型研究[D]. 杨玥.吉林大学 2013
[3]盘式制动器热与热力耦合分析模型建立与仿真计算研究[D]. 陈友飞.清华大学 2011
[4]汽车盘式制动器热—结构耦合仿真分析及其寿命研究[D]. 吴婧斯.西南交通大学 2011
[5]夹套式热管换热器多场数值模拟与优化研究[D]. 张岭.中南大学 2010
[6]微型烧结热管的制备及传热性能的实验研究[D]. 肖园园.上海交通大学 2009
[7]热管在动载状态下的传热研究[D]. 赵晓军.南京航空航天大学 2008
[8]半刚性钢框架动力性能的有限元分析[D]. 秦浩.合肥工业大学 2007
[9]盘式制动器温度场研究[D]. 金晓行.合肥工业大学 2007
[10]鼓式制动器温度场的数值模拟研究[D]. 杨鹏飞.长安大学 2004
本文编号：3145523
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