汽車電磁制動器設計關鍵技術研究及集成平臺構建.pdf

1、電磁制動器在國外已普遍應用于拖掛式車輛制動系統(tǒng)中，作為關系汽車安全的關鍵部件之一，其性能的好壞將直接影響汽車整車的安全性能。當前，汽車技術的發(fā)展對電磁制動器的設計提出了高性能、低成本和短周期的要求，迫切需要借助計算機輔助設計技術為電磁制動器的設計提供支撐。 本文針對電磁制動器設計的關鍵技術進行研究，以建立電磁制動器集成設計平臺為目標，主要開展了以下幾個方面的研究內容： 對汽車列車制動力匹配技術進行了研究，確定了牽引車和房

2、車的制動力分配系數，依據相關標準運用制動器與整車性能相匹配的理論，建立了房車所需制動力矩的數學模型，用以對制動器進行選型設計，并給出了集成設計平臺中整車匹配模塊的算法流程圖。 通過對鼓式電磁制動器力學性能的分析和研究，提出了一種實用的鼓式制動器制動效能因數的計算方法，并給出了相關的計算公式?；诠氖诫姶胖苿悠鹘Y構參數對制動效能因數的敏感性分析，以制動效能為優(yōu)化目標，建立了制動器優(yōu)化設計數學模型，確定了鼓式電磁制動器優(yōu)化設計的主要

3、結構參數。通過分析優(yōu)化設計的約束條件，給出了基于Matlab的Fmincon函數的程序優(yōu)化算法和實現方法。建立了基于ADAMS的電磁制動器虛擬樣機模型，通過試驗和仿真，比較優(yōu)化前后制動器的性能，驗證了優(yōu)化設計方法的有效性及虛擬樣機模型的正確性。 從研究電磁制動器的工作機理出發(fā)，分析了電磁體制動時的工作姿態(tài)及其表面磨損的情況，為實現電磁體表面均勻磨損和抗旋轉趨勢，提出了電磁體的優(yōu)化設計方案。基于電磁體表面內側開槽的非對稱設計構想，

4、計算了理論開槽面積。利用三維電磁場分析軟件Maxwell3D對非對稱結構電磁體進行了仿真分析，以仿真結果對理論分析及設計作出了合理修正，從而得到了最佳的開槽結構。通過將對稱結構和自制非對稱結構的電磁體做耐久性磨損試驗對比，驗證了非對稱結構電磁體的磨損均勻性明顯提高及電磁體優(yōu)化設計的合理性。 通過對穩(wěn)健優(yōu)化設計原理與方法的研究，將基于損失模型的穩(wěn)健設計方法應用于制動器的設計，將影響制動器輸出特性的因素劃分為可控因素和噪聲因素，并應

5、用傳統(tǒng)優(yōu)化思想，確定了各因素的中心值及波動。通過正交試驗，計算出試驗結果，進行直觀分析或方差分析，獲取每個因素對試驗結果影響的重要程度，最終得出了各因素對產品質量的貢獻率；將基于響應面模型的穩(wěn)健設計方法應用于電磁體的設計，通過試驗獲得電磁體相關數據，并運用回歸的方法建立了響應面模型。將傳統(tǒng)的穩(wěn)健設計方法與現代計算方法相結合，運用Matlab中相關的優(yōu)化函數，獲得了電磁體穩(wěn)健點以及電磁體所應具有的輸出特性。 通過分析電磁制動器設計

6、過程及其影響因素，研究并分析了電磁制動器集成設計平臺的內涵，提出了基于集成設計平臺的電磁制動器設計過程，建立了集成設計平臺的運作體系和系統(tǒng)體系，分析了集成設計平臺的體系結構特征；通過分析電磁制動器設計過程中的基本數據元素和模型，建立了由組織、過程和產品三個視圖組成的多視圖集成數據模型，提出了基于數據庫的主模型數據一致性管理方法，實現了平臺的數據集成；提出了基于組件技術思想建立集成設計平臺應用集成的方法，給出了組件形式化定義及集成設計平臺