基于熱力耦合的車輛制動力實時檢測方法研究.pdf

1、制動盤是車輛制動系統(tǒng)的重要組成部件之一，也是保障駕駛員行車安全的關(guān)鍵裝備。制動盤不僅能夠給車輛提供制動力，同時也可以為諸多的剎車輔助系統(tǒng)提供技術(shù)支持，新興的無人駕駛技術(shù)對于制動力檢測也具有很強的依賴性?，F(xiàn)有的制動力檢測技術(shù)對于測試車輛的速度、測試場地等因素都有著嚴苛的要求，并且這些方法只能檢測車輛受到的總的制動力，并不能準確的測量出制動盤處提供的制動力大小，更不能對制動盤的實際工作狀態(tài)進行監(jiān)測，一方面將會導(dǎo)致駕駛員無法實時了解車輛制動系

2、統(tǒng)的工作狀態(tài)，提高了駕駛的危險性，另一方面也無法為其他依賴制動力的輔助系統(tǒng)提供準確的數(shù)據(jù)支持。
　　針對現(xiàn)有制動力檢測技術(shù)的不足，通過對制動盤進行熱-力耦合分析，設(shè)計了一種通過制動盤內(nèi)側(cè)面（間接測量面）與摩擦面（直接測量面）之間的溫差來計算接觸表面摩擦系數(shù)的溫差制動力算法，用以實現(xiàn)制動力的實時檢測。本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新成果有以下幾點:
　　(1)基于傳熱學(xué)及力學(xué)原理對車輛盤式制動器進行研究，使用有限元方法對制動盤進行了熱

3、-力耦合分析，建立了制動盤的熱應(yīng)力數(shù)值模型。
　　(2)提出了一種可用于車輛制動力實時檢測的算法—溫差制動力算法。首先分析了摩擦系數(shù)與制動盤彈性模量、溫度、拉伸強度之間的關(guān)系，得到經(jīng)驗方程;然后進行了了溫差與正壓力、輪轉(zhuǎn)速和摩擦系數(shù)之間的擬合，得到了它們之間對應(yīng)的數(shù)學(xué)方程;最后，推導(dǎo)出一種可以實現(xiàn)制動力實時檢測的溫差制動力算法。
　　(3)以大眾某型號車輛的制動盤為模型，在Ansys中建立三維模型，對其進行熱-力耦合分析，得

4、出溫度對制動盤表面應(yīng)力及結(jié)構(gòu)的影響非常明顯，且影響趨勢與理論分析一致，仿真數(shù)據(jù)也為算法擬合及前期驗證提供了數(shù)據(jù)支持。
　　(4)根據(jù)算法設(shè)計——數(shù)值模擬計算——算法驗證的分析過程，以仿真模擬得到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對制動力檢測算法的準確性及可行性進行了分析，得知所設(shè)計的算法滿足制動力的要求條件。
　　本文針對車輛制動力檢測系統(tǒng)的不足，以制動盤的熱-力耦合特性為基礎(chǔ)，研究并設(shè)計了一種新的制動力檢測算法，該算法依靠制動盤內(nèi)側(cè)面與摩擦表