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基于CAD/CAE技术的盘式制动器结构轻量化设计研究

作　者: 王宏斌
导　师: 朱平；张宇文
学　校: 上海交通大学
专　业: 车辆工程
关键词: CAD/CAE 盘式制动器有限元分析轻量化结构优化减少偏磨
分类号: U463.512
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

汽车制动系统是汽车最重要的主动安全系统，制动器则是制动系统的执行机构，其性能好坏将直接影响到汽车的行车安全。盘式制动器作为鼓式制动器的替代产品，具有热稳定性好、反应灵敏等优势，但盘式制动器本身也存在一些问题，如热衰退、摩擦片偏磨等。汽车作为耗油大户，其节能与否已直接影响到我国整体的能源消耗。由于汽车轻量化对节能增效有着巨的大意义，全世界各大汽车制造商都致力于减轻汽车的重量。盘式制动器作为汽车的重要零部件之一，轻量化也是其未来发展的方向。本文阐明了盘式制动器的优点所在，然后又介绍了液压盘式制动器的结构和工作原理。应用CAD软件UG、CAE软件HYPERMESH和ABAQUS建立了盘式制动器的有限元模型，在满足盘式制动器自身刚度，强度的要求同时，对制动器进行结构轻量化优化，研究如何在设计中做到有效减重和减少偏磨。盘式制动器在优化后，一共减重20.693%，并且各项性能指标都满足盘式制动器的性能要求。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-18
  1.1 课题的意义及其必要性  8
  1.2 制动系统简介  8-10
  1.3 盘式制动器优点和分类  10-13
    1.3.1 盘式制动器优点  10-11
    1.3.2 盘式制动器分类  11-13
  1.4 盘式制动器发展及研究现状  13-16
  1.5 课题研究的内容和方法  16-18
    1.5.1 研究的内容  16
    1.5.2 研究的方法  16-18
第二章盘式制动器有限元模型的建立  18-27
  2.1 有限元法概述  18-23
    2.1.1 有限元法介绍  18-19
    2.1.2 有限元法的基本思想及步骤  19-20
    2.1.3 有限元法的特性  20-21
    2.1.4 有限元法在汽车零部件结构分析中的应用  21-23
  2.2 盘式制动器几何模型的建立  23-24
    2.2.1 坐标系的确定  23
    2.2.2 运用 UG软件建立车架的三维几何模型  23-24
  2.3 盘式制动器有限元模型的建立  24-26
    2.3.1 盘式制动器的几何模型转化为parasolid格式的文件  24
    2.3.2 盘式制动器有限元模型的建立  24-26
      2.3.2.1 轻量化模型建立  25
      2.3.2.2 偏磨模型建立  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章盘式制动器仿真  27-35
  3.1 轻量化模型结构仿真  27-32
    3.1.1 设置材料参数  27
    3.1.2 添加约束和载荷  27-30
    3.1.3 仿真方法  30-32
  3.2 偏磨模型仿真  32-34
    3.2.1 设置材料参数  32
    3.2.2 添加约束和载荷  32-33
    3.2.3 仿真方法  33-34
  3.3 本章小结  34-35
第四章盘式制动器结构优化  35-53
  4.1 轻量化结构优化  35-46
    4.1.1 钳体轻量化结构优化设计  35-41
    4.1.2 支架轻量化结构优化设计  41-46
  4.2 偏磨结构优化  46-51
  4.3 轻量化盘式制动器性能评价  51-52
  4.4 本章小结  52-53
第五章总结与展望  53-55
  5.1 总结  53-54
  5.2 研究展望  54-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
攻读硕士期间发表的学术论文  59-61

基于CAD/CAE技术的盘式制动器结构轻量化设计研究

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