汽車制動蹄的鋁合金輕量化設(shè)計.pdf

1、近年來，隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，加上交通運(yùn)輸條件的不斷完善，汽車業(yè)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪凶钪匾慕煌?、運(yùn)輸工具之一。但隨之帶來的能源、環(huán)境問題也日益突出，因此國內(nèi)外汽車企業(yè)紛紛提出“汽車輕量化”的設(shè)計概念。制動蹄作為鼓式制動器的重要組成部件，是汽車重要的安全件之一，近年來雖一直在發(fā)展，但大都集中在對現(xiàn)有材料的優(yōu)化或?qū)ΜF(xiàn)有結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，輕量化研究進(jìn)程相對較緩慢?，F(xiàn)以客戶提供的QT450材質(zhì)制動蹄的基礎(chǔ)模型為前提，通過有限元仿真技術(shù)與正交試驗理

2、論相結(jié)合，對制動蹄進(jìn)行鋁合金輕量化設(shè)計。
　　本文通過對鼓式制動器工作原理及制動蹄力學(xué)理論的研究，參考客戶提供的制動蹄材料性能參數(shù)，確定制動蹄鋁合金輕量化設(shè)計的材料類型及相關(guān)材料屬性。并利用實(shí)驗研究輕量化材料 ZL205A鑄造鋁合金的高溫力學(xué)性能，包括：彈性模型、高溫強(qiáng)度、熱衰退等。
　　本文依據(jù)Ansys Workbench有限元仿真軟件的特點(diǎn)及分析流程，并結(jié)合鼓式制動器的實(shí)際工作狀態(tài)及載荷條件，確定制動蹄瞬態(tài)動力學(xué)分析的

3、設(shè)計方案，包括：前處理設(shè)置、約束載荷施加、后處理設(shè)置。同時對客戶提供的QT450材質(zhì)制動蹄進(jìn)行有限元分析，驗證有限元分析方案的精確性，并確定制動蹄鋁合金輕量化的設(shè)計基準(zhǔn)，即：屈服強(qiáng)度幅值為345 MPa、最大變形量為1.7 mm、安全裕度為10％、疲勞壽命為20萬次。
　　本文綜合制動蹄的評價標(biāo)準(zhǔn)及影響因素，利用正交試驗理論對制動蹄結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計進(jìn)行等效應(yīng)力分析、最大變形量分析，綜合考慮確定制動蹄結(jié)構(gòu)的最佳因素組合：拔模斜度為1