学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

盘式制动器热—结构非线性分析与计算

作　者: 唐旭晟
导　师: 高诚辉
学　校: 福州大学
专　业: 机械设计与理论
关键词: 盘式制动器 有限元法 温度场 应力场
分类号: U463.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 585次
引　用: 24次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


制动器摩擦副的温度/应力场耦合分析计算是制动器设计的重要内容和选择摩擦副材料的重要理论依据。本文评述了盘式制动器温度场以及摩擦接触算法的研究现状，对摩擦界面间的传热规律进行了研究。按照制动盘与片的实际几何尺寸，把盘、片统一地考虑成一个计算模型，充分考虑了盘、片之间的滑动摩擦温度场和应力场耦合问题，建立了三维瞬态温度/应力场有限元模型，利用非线性有限元多物理场方法，较真实地模拟了制动器的制动过程。在数值计算过程中，考虑了制动过程中各个运动及动力参数的变化、摩擦热流边界条件等因素，着重考虑了由于移动热源的作用导致制动盘表面热应力间歇性变化的问题，以及温度变化与接触区域压力变化的耦合问题。对于盘式制动器来说，由于其结构特征的原因，其摩擦温度场并不呈二维轴对称分布而具有较明显的局部特征。盘式制动器温度场在轴向和径向上存在较大的温度梯度，由此导致盘、片存在着很大的热应力，同时产生热弹性变形，这种变形使得接触区域内的压力分布发生变化，这种变化又反过来影响了接触区域的温度分布。本文通过对盘式制动器在紧急制动工况下三维瞬态温度场、应力场的耦合分析计算，揭示了制动器摩擦副的温度和热应力分布规律，以及摩擦界面间的热流分配规律，探讨了因摩擦温度分布不均匀而导致的对偶钢盘产生径向裂纹的原因，以及可能产生的热疲劳破坏。本文的计算分析结果为进一步研究制动副摩擦材料及其金属偶件的热破坏，摩擦复合材料磨损机理，开发高性能摩擦材料、研制高性能制动器打下了良好的基础

全文目录


本文主要符号表  6-9
第一章 概述  9-21
  1．1 摩擦热对制动器摩擦副的影响  9-10
  1．2 研究制动摩擦热的意义  10-11
  1．3 制动器温度场的研究现状及发展趋势  11-17
    1．3．1 制动摩擦表面温度场计算模型  11-12
    1．3．2 制动摩擦表面温度场计算方法  12-14
    1．3．3 测量滑动接触表面温度的实验技术  14-15
    1．3．4 制动摩擦温度场研究存在问题  15-17
  1．4 接触问题研究综述  17-19
  1．5 本文主要研究内容  19-21
第二章 摩擦热动力学的数学描述及算法研究  21-40
  2．1 制动摩擦副热传导算法的描述  21-25
    2．1．1 温度场问题的基本方程  21-22
    2．1．2 温度场问题的有限单元法  22-25
  2．2 结构非线性分析算法的描述  25-36
    2．2．1 结构分析非线性概述  25-26
    2．2．2 大转动，大位移，弹性小应变本构方程  26-27
    2．2．3 大变形有限元方程  27-35
      2．2．3．1 全量非线性有限元方程  27-29
      2．2．3．2 增量非线性有限元方程  29-35
      2．2．3．3 求解方法  35
    2．2．4 热应力的计算  35-36
  2．3 制动器摩擦副接触算法的描述  36-40
第三章 制动器温度场模型的建立  40-50
  3．1 建立盘式制动器温度场模型的几个问题  40-43
    3．1．1 接触界面的压力分布  40-41
    3．1．2 温度对材料热物性参数的影响  41
    3．1．3 制动热源强度  41
    3．1．4 摩擦界面的传热规律  41-43
    3．1．5 对流换热系数  43
  3．2 本文制动器计算模型的建立  43-50
    3．2．1 建立制动器计算模型的假设条件  43-44
    3．2．2 热传导的数学模型  44-45
    3．2．3 有关计算数据及边界条件的确定  45-50
      3．2．3．1 制动运动及动力参数的确定：  45-48
      3．2．3．2 对流换热及辐射散热边界条件  48-49
      3．2．3．3 热流分配系数（Fw）及摩擦面接触热传导系数（Kc）的确定  49-50
第四章 制动摩擦副温度场的数值模拟  50-65
  4．1 数值模拟结果及分析  50-64
  4．2 小结  64-65
第五章 制动摩擦副温度\应力场模拟  65-81
  5．1 热－结构分析有限元模型  65-67
  5．2 计算结果分析  67-79
  5．3 小结  79-81
主要结论及研究展望  81-83
  本文主要结论  81-82
  研究展望  82-83
参考文献  83-88
致谢  88-89
个人简历  89

相似论文

  1. 永磁磁力耦合器结构与特性研究,TH139
  2. 基于温度变化的润滑脂对接触疲劳寿命影响的研究,TH117.22
  3. 碾压混凝土拱坝温度应力仿真分析与分缝设计研究,TV642.2
  4. 混凝土高拱坝三维非线性有限元坝肩稳定分析研究,TV642.4
  5. 熔融碳酸盐燃料电池内流动过程数值分析,TM911.4
  6. 基于时程分析法碾压混凝土重力坝抗震稳定性分析,TV642.2
  7. 智能森林灭火航弹研究,S762
  8. 现代化温室温度场数字化模拟研究,S625.51
  9. 温压炸药爆炸温度场存储测试技术研究,TQ560.7
  10. 地应力分布规律的FLAC3D模拟研究,TU452
  11. 豚鼠内耳前庭结构三维重建与温度场数值模拟的研究,R764
  12. 某多跨转子系统可靠性灵敏度分析,TH113
  13. 高双折射光子晶体光纤应用于传感的研究,TP212
  14. Yb：YAG碟片激光器激光晶体热透镜效应分析,TN248
  15. 钣金数控切割三维仿真研究,TG48
  16. MEMS加速度计温度场及残余应力模型研究,TH824.4
  17. 半刚性基层沥青路面多裂纹扩展数值模拟与试验研究,U416.217
  18. 整舱浮筏隔振系统隔振性能及声辐射特性研究,U661.44
  19. 基于温度场数字重建的建筑群能量传递监测技术研究,TU111
  20. 多种缺陷对红外光子晶体光纤性能影响的研究,TN253
  21. 超临界汽轮机转子热—流耦合问题的数值分析,TK261

中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 制动系统
© 2012 www.xueweilunwen.com