本文選題：制動盤 + 溫度場��； 參考：《西南大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：本文針對汽車盤式制動器,通過有限元分析軟件ABAQUS仿真,計算了制動盤在制動過程中溫度場和應(yīng)力場分布情況。結(jié)合溫度場和應(yīng)力場相互耦合理論以及熱傳遞理論,在分析時考慮了法蘭盤結(jié)構(gòu)對于制動盤溫度場和應(yīng)力場分布的影響,分析過程當(dāng)中通過選擇制動盤表面上具有代表性位置的節(jié)點來分析制動盤表面溫度場的變化,采用積分點來分析制動過程當(dāng)中應(yīng)力場之間的差異。文中詳細(xì)分析了一定區(qū)間范圍內(nèi)制動盤的厚度、制動盤內(nèi)徑和制動盤外徑對于表面溫度和應(yīng)力的影響,為制動盤的設(shè)計提供參考。通過制動過程當(dāng)中溫度場和應(yīng)力場耦合及制動盤熱傳導(dǎo)、熱對流等理論,分析了制動過程當(dāng)中制動盤表面上熱量的輸入、輸出情況,并且確定了在后續(xù)有限元分析過程當(dāng)中的各類邊界條件。對制動盤進行有限元方法耦合分析之后,得到溫度場和應(yīng)力場的分布情況。制動過程中制動盤表面形成了一條溫度明顯高于其他區(qū)域的環(huán)形高溫帶。環(huán)形高溫帶中各個區(qū)域的溫度也非對稱,靠近初始摩擦區(qū)域的區(qū)域溫度更高。制動盤表面上溫度隨時間的變化情況為:整體上為先上升后下降的趨勢,局部呈現(xiàn)“鋸齒型”周期變化。對于制動盤表面上節(jié)點而言,表面上不同位置的應(yīng)力曲線波動性相差較大;表面積分點上的應(yīng)力曲線整體波動性較小。較之于溫度曲線,應(yīng)力曲線在分析過程當(dāng)中較多時間內(nèi)持續(xù)走高。對溫度場、應(yīng)力場而言,直徑方向位置差異的影響明顯大于圓周方向。制動盤表面上摩擦副之間的接觸區(qū)域溫度和應(yīng)力明顯高于制動盤表面上其他區(qū)域。所選范圍內(nèi)的厚度和分析點上的最高溫度、最大應(yīng)力之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。對于所選區(qū)間中的厚度條件,采用線性擬合就可以簡單、直觀地預(yù)測驗證厚度對應(yīng)的最高溫度、最大應(yīng)力。較之于制動盤的厚度對于溫度、應(yīng)力的影響,在摩擦區(qū)域徑向固定的條件下,制動盤半徑D1、D2對于表面溫度、應(yīng)力影響不顯著。帶有通風(fēng)孔的制動盤可以降低表面節(jié)點上的最高溫度以及積分點處的最大應(yīng)力。
[Abstract]:In this paper, the distribution of temperature field and stress field of disc brake is calculated by finite element analysis software Abaqus. Based on the coupling theory of temperature field and stress field and heat transfer theory, the influence of flange structure on temperature field and stress field distribution of brake disc is considered. In the process of analysis, the variation of the surface temperature field of the brake disc is analyzed by selecting the nodes with representative position on the brake disc surface, and the difference of the stress field in the braking process is analyzed by using the integral point. In this paper, the influence of the thickness of brake disc, the inside diameter of brake disc and the outside diameter of brake disc on the surface temperature and stress is analyzed in detail, which provides a reference for the design of brake disc. Through the coupling of temperature field and stress field during the braking process and the theory of heat conduction and convection of the brake disc, the input and output of the heat on the surface of the brake disc during the braking process are analyzed. All kinds of boundary conditions in the process of subsequent finite element analysis are determined. The distribution of temperature field and stress field is obtained after the finite element method is used to analyze the brake disc. During the braking process, a circular high temperature band is formed on the surface of the brake disc with a temperature obviously higher than that of other regions. The temperature of each region in the annular high temperature zone is also asymmetric, and the temperature near the initial friction zone is higher. The change of temperature on the surface of brake disc with time is as follows: the whole is the trend of rising first and then decreasing, and the local periodic variation of "sawtooth" is presented. For the joints on the surface of the brake disc, the fluctuation of the stress curve at different positions on the surface is quite different, and the overall fluctuation of the stress curve on the surface integral point is relatively small. Compared with the temperature curve, the stress curve continues to walk higher in the process of analysis. For temperature field and stress field, the difference of diameters direction is obviously greater than that of circumferential direction. The temperature and stress in the contact area between the friction pairs on the brake disc surface are obviously higher than those in the other areas on the brake disc surface. There is a negative correlation between the thickness of the selected range and the maximum temperature and maximum stress at the analysis point. For the thickness condition in the selected interval, the maximum temperature and maximum stress of the thickness can be predicted intuitively by linear fitting. Compared with the thickness of the brake disc, the effect of the thickness of the disc on the temperature and the stress is not significant under the condition that the friction region is fixed radial, and the radius of the brake disc D _ 1 / D _ 2 has no significant effect on the surface temperature. The brake disc with vent can reduce the maximum temperature on the surface joint and the maximum stress at the integral point.
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.512

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本文編號：2045763