汽車電磁制動器設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究及集成平臺構(gòu)建.pdf

1、電磁制動器在國外已普遍應(yīng)用于拖掛式車輛制動系統(tǒng)中，作為關(guān)系汽車安全的關(guān)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(dāng)前，汽車技術(shù)的發(fā)展對電磁制動器的設(shè)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(shè)計技術(shù)為電磁制動器的設(shè)計提供支撐。 本文針對電磁制動器設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，以建立電磁制動器集成設(shè)計平臺為目標(biāo)，主要開展了以下幾個方面的研究內(nèi)容： 對汽車列車制動力匹配技術(shù)進(jìn)行了研究，確定了牽引車和房

2、車的制動力分配系數(shù)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(shù)學(xué)模型，用以對制動器進(jìn)行選型設(shè)計，并給出了集成設(shè)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(xué)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(shù)的計算方法，并給出了相關(guān)的計算公式?；诠氖诫姶胖苿悠鹘Y(jié)構(gòu)參數(shù)對制動效能因數(shù)的敏感性分析，以制動效能為優(yōu)化目標(biāo)，建立了制動器優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型，確定了鼓式電磁制動器優(yōu)化設(shè)計的主要

3、結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過分析優(yōu)化設(shè)計的約束條件，給出了基于Matlab的Fmincon函數(shù)的程序優(yōu)化算法和實現(xiàn)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(shè)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(xiàn)電磁體表面均勻磨損和抗旋轉(zhuǎn)趨勢，提出了電磁體的優(yōu)化設(shè)計方案?；陔姶朋w表面內(nèi)側(cè)開槽的非對稱設(shè)計構(gòu)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(jié)構(gòu)電磁體進(jìn)行了仿真分析，以仿真結(jié)果對理論分析及設(shè)計作出了合理修正，從而得到了最佳的開槽結(jié)構(gòu)。通過將對稱結(jié)構(gòu)和自制非對稱結(jié)構(gòu)的電磁體做耐久性磨損試驗對比，驗證了非對稱結(jié)構(gòu)電磁體的磨損均勻性明顯提高及電磁體優(yōu)化設(shè)計的合理性。 通過對穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計原理與方法的研究，將基于損失模型的穩(wěn)健設(shè)計方法應(yīng)用于制動器的設(shè)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(yīng)

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(jié)果，進(jìn)行直觀分析或方差分析，獲取每個因素對試驗結(jié)果影響的重要程度，最終得出了各因素對產(chǎn)品質(zhì)量的貢獻(xiàn)率；將基于響應(yīng)面模型的穩(wěn)健設(shè)計方法應(yīng)用于電磁體的設(shè)計，通過試驗獲得電磁體相關(guān)數(shù)據(jù)，并運用回歸的方法建立了響應(yīng)面模型。將傳統(tǒng)的穩(wěn)健設(shè)計方法與現(xiàn)代計算方法相結(jié)合，運用Matlab中相關(guān)的優(yōu)化函數(shù)，獲得了電磁體穩(wěn)健點以及電磁體所應(yīng)具有的輸出特性。 通過分析電磁制動器設(shè)計

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