商用汽車鼓式制動(dòng)器多工況熱-力耦合動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、鼓式制動(dòng)器是一種常見(jiàn)的保障汽車行駛安全的核心部件，而其工作時(shí)所必須歷經(jīng)的應(yīng)力場(chǎng)-溫度場(chǎng)耦合的高度非線性過(guò)程，會(huì)導(dǎo)致摩擦片熱衰退失效，以及制動(dòng)鼓疲勞破裂事故。本論文基于熱-力耦合理論，對(duì)鼓式制動(dòng)器進(jìn)行必要簡(jiǎn)化建模，以溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)對(duì)制動(dòng)鼓的協(xié)同作用機(jī)制為主題，采用直接耦合方法對(duì)制動(dòng)鼓在緊急制動(dòng)、重復(fù)制動(dòng)和持續(xù)制動(dòng)等三種工況下進(jìn)行仿真分析和討論。
　?。?）緊急制動(dòng)工況模擬汽車以60km/h的初速度進(jìn)行緊急制動(dòng)直至停車。仿真結(jié)果表明，

2、制動(dòng)鼓內(nèi)表面溫升波動(dòng)較大，并且初期易出現(xiàn)高溫閃點(diǎn)；在巨大促動(dòng)力作用下，制動(dòng)器有可能出現(xiàn)制動(dòng)抱死現(xiàn)象，嚴(yán)重影響制動(dòng)性能。
　　（2）重復(fù)制動(dòng)工況根據(jù)《貨車、客車制動(dòng)器臺(tái)架試驗(yàn)方法》（QC/T479-1999）進(jìn)行模擬仿真。結(jié)果表明，制動(dòng)鼓最高溫度達(dá)到300℃以上，制動(dòng)器會(huì)因?yàn)楦邷爻霈F(xiàn)制動(dòng)效能嚴(yán)重下降，發(fā)生熱衰退；并且在拉、壓應(yīng)力交變作用下，在制動(dòng)鼓內(nèi)表面容易萌生疲勞裂紋，最終導(dǎo)致制動(dòng)鼓破裂失效。
　?。?）持續(xù)制動(dòng)工況模擬汽車

3、在下長(zhǎng)坡時(shí)持續(xù)制動(dòng)，并保持恒定車速行駛的情況。在該種工況下，制動(dòng)鼓一直處于摩擦狀態(tài)，其溫度會(huì)不斷上升，高溫又會(huì)進(jìn)一步增大制動(dòng)鼓內(nèi)部應(yīng)力，制動(dòng)熱衰退是其失效的主要原因。
　　三種常見(jiàn)制動(dòng)工況的熱-力耦合分析結(jié)果都表明：制動(dòng)鼓摩擦溫升和應(yīng)力分布對(duì)制動(dòng)鼓性能的影響較大，且影響機(jī)理也不盡相同，但均可采用可能的強(qiáng)制降溫措施提高制動(dòng)鼓的安全制動(dòng)效果；而為了降低制動(dòng)鼓疲勞破裂風(fēng)險(xiǎn)，則需要提高制動(dòng)器品質(zhì)，注意行車速度不能過(guò)大，盡量避免頻繁制動(dòng)，為