基于多点约束法的鼓式制动器有限元分析
《2024年重型卡车紧急制动制动鼓有限元分析及裂纹扩展模拟》范文
《重型卡车紧急制动制动鼓有限元分析及裂纹扩展模拟》篇一一、引言随着现代物流业和交通运输业的快速发展，重型卡车作为主要的运输工具之一，其安全性能尤为重要。
紧急制动系统是重型卡车安全保障的关键部分，而制动鼓作为该系统的主要构件，其性能的优劣直接关系到车辆的安全性。
因此，对重型卡车紧急制动制动鼓的力学性能及裂纹扩展进行研究具有重要的工程实际意义。
本文采用有限元分析方法，对重型卡车紧急制动时的制动鼓进行应力分析，并模拟裂纹的扩展过程，以期为制动鼓的设计与优化提供理论依据。
二、有限元模型建立1. 模型简化与假设为便于计算和分析，需要对实际制动鼓进行一定的简化。
假设制动鼓为均质材料，忽略其内部结构细节，并假定材料属性在各方向上均匀一致。
2. 材料属性定义采用有限元分析软件，定义制动鼓的材料属性，包括弹性模量、泊松比、屈服强度等。
同时，考虑材料在紧急制动过程中的非线性行为。
3. 网格划分对制动鼓进行网格划分，确保在关键区域如应力集中处有足够的网格密度，以捕捉到更精细的应力分布。
三、紧急制动过程模拟1. 加载条件设定根据实际工况，设定紧急制动的加载条件，包括制动力矩、车轮转速等。
同时考虑制动过程中可能出现的热效应对材料性能的影响。
2. 应力分析通过有限元分析软件进行计算，得到制动鼓在紧急制动过程中的应力分布情况。
分析最大应力出现的位置，以及应力随时间的变化情况。
四、裂纹扩展模拟1. 裂纹初始化在有限元模型中预设裂纹，根据实际损伤情况设定裂纹的初始尺寸和位置。
2. 裂纹扩展准则采用合适的裂纹扩展准则，如能量释放率准则或应力强度因子准则，来描述裂纹的扩展行为。
3. 裂纹扩展模拟在有限元模型中逐步推进裂纹的扩展过程，观察裂纹的扩展路径、扩展速度以及扩展过程中应力的变化情况。
五、结果与讨论1. 应力分析结果通过有限元分析得到制动鼓的应力分布云图，分析最大应力出现的位置及原因。
讨论应急制动过程中可能出现的应力集中现象。
2. 裂纹扩展模拟结果模拟得到的裂纹扩展路径与实际损伤情况相比较，验证模拟的准确性。
鼓式制动器有限元分析方法的研究
多数的圆角； 去掉制动蹄上的凹槽 ； 去除制动蹄上用于与摩擦衬 片 ３３ ．． ２载荷 步与制动鼓 角位移 的确 定 铰接用 的螺孔和衬片上的小孔等。 考虑计算时间和计算精度之间的 分别采用多载荷步及不同的制动鼓转角来确定制动力矩何 关系， 总体的单元和节点数 目不宜太多； 为满足接触分析 的要求， 制 时达到平衡 。对 比分析发现 ， 采用三个载荷步施加载荷 ， 第一载 动鼓内壁和摩擦衬片外侧网格大小应该均匀； 制动蹄上单元尺寸应 荷步施加促动力 ， 第二和第三载荷步施加制动鼓转动角位移１ 且 ２ １ ， 足够小， 以满足应力分析的要求。制动蹄和摩擦衬片之间的螺栓连 角位移在（ 一．） １Ｉ 。 ６ 之间的方法能保证制动力矩较好 的达到平稳状 接通过设置二者之间的接触类型为绑定模拟 ， 制动鼓与摩擦衬片之 态 ， 如图 ６ 所示。在有限元模型上将图 ３中的 ４点设为仿真观测
Ｃ ｍ ａｅ ｅｒｓｌ ｔｅ ｔ ｓ ｆ ｌ ｍｕａｉ ｉ ｅｅｐ ｒ ｎ 。 ａｏ ａｌ ｆ ｉ ｌｍ ｎ ｙ ｏ ｐ ｄｔ ｅｕｔ ｏ ｈ ｒ ｓ ｅｄｓ ｌ ｏ ｗ ｔ ｔ ｘ ｅｉ ｔ ａｒ ｓｎ ｂｅ ｎｔ ｅ ｅ ｔ — ｒ ｈ ｓｆ ｓｅ ｉ ｉ ｔ ｎ ｈｈ ｅ ｌ ｍ ａ ｅ ｅ ｅ ｉ ｃ
鼓式制动器结构示意图， 如图 １ 所示 。 制动蹄 的促动力来 自凸
轮传递 的制动气室的气压。在促动力作用下制动蹄绕支撑销张开 ， 与转动的制动鼓摩擦 ， 产生制动力矩ｌ制动效能因数是指在制动鼓 ｌ ＿ 。 的作用半径 匕 所得到的摩擦力与输入力之 比。 它表征了制动器把一 定大小的制动蹄促动力转化为制动器制动力矩并进而转化为地面
【 要】 摘 运用通用有限元分析软件 Ａ Ｓ Ｓ ｒｂｎｈ建立了某鼓式制动器的三维几何及有限元 Ｎ Ｙ ｋ ｅｃ Ｗｏ 模型。 利用制动器应力测定试验方法和试验结果， 采用三种不同的领从蹄上促动力的分配方式 ， 并考虑 凸轮 转 动和摩 擦 系数 等不 同方 案 ， 分析 了制动 力矩在 制动 过程 中的变化规 律 ， 得到 与试 验 结果相 对应 的仿真结果。 将仿真结果与试验结果进行比较分析， 研究合理的制动器应力场的有限元分析方法。 在此 基础上得 出制动蹄与鼓之间的接触压强的分布特性及制动器各部件上的等效应力。
17.鼓式制动器设计与效能分析
轻型汽车技术2009（4）总236孙丽（淮阴工学院交通工程系）摘要鼓式制动器的性质及其参数匹配直接影响汽车的安全性。
通过运用传统设计理论与运用Pro/e、Ansys软件设计鼓式制动器、分析效能，并进行对比分析，后者方法简单，参数化设计避免大量的人工计算也不需要单独编制，为复杂结构的设计分析提供了新的方法。
关键词：鼓式制动器设计效能分析鼓式制动器设计与效能分析鼓式制动器制动效能高、结构紧凑、价格便宜，至今在汽车上仍然广泛应用。
研究鼓式制动器的设计与效能分析方法十分必要。
首先以传统理论为基础，手工设计、分析，然后利用Pro/e进行建模，把Pro/e模型导入Ansys软件进行使用效能的分析，并与传统的设计理论进行对比分析，相互验证，对改进制动器结构、解决制约其性能提高问题具有非常重要的意义。
已知某轿车部分参数如下：满载质量为m=1940Kg，轴距L=2548mm，质心至前桥的距离为L1=1100mm，距后桥为L2=1448mm，轮距B=1422mm，质心高度hg=950mm，同步器。
附着系数φ=0.6，运行路面最大附着系数φm ax=0.8，车轮有效半径r e=0.5m，后轮为鼓式制动器。
1.1制动器主要参数的初选初步设定中间为楔块的领从蹄式鼓式制动器，初定半径R为90mm；根据理论a=0.8R=72mm，c=20mm；制动器中心到张开力F0到作用线的距离e=0.8R=72mm；摩擦衬片的包角θ=96°，即为1.67弧度；摩擦衬片起始角θ0=90°-θ/2=42°；摩擦衬片的宽度b=A p/Rθ；摩擦衬片的面积暂定为200cm2，经计算，b=13.307cm2；根据公式h=a+c，则h=144mm，摩擦因数u暂定为0.4。
1.2主要零件的设计制动鼓的材料多用灰铸铁，一般铸造的制动鼓壁厚，轿车主要为7mm～12mm，中型以上货车为13mm～18mm；轿车和轻型货车的制动蹄广泛用T 型钢碾压或焊接制铸钢铸成，制动蹄腹板和翼缘的厚度，轿车的为3mm～5mm，货车的为5mm～8mm，摩擦衬片的厚度，轿车多用4.5mm～5mm，货车的则在8mm以上；制动底板都冲压成凹凸起伏状。
汽车鼓式制动器有限元分析程序开题报告
毕业设计（论文）开题报告
学生姓名 指导教师姓名 题目名称 杜宏磊 赵雨旸 系部 职称 汽车工程系 副教授 从事 专业 专业、班级 车辆工程、 交通工程 B04-16 是否外聘 □是 √ 否
汽车鼓式制动器有限元结构分析
一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义
1、研究现状 随着中国经济的高速发展，汽车已经进入普通家庭，人们对汽车在安全性、舒适性方面的要求 已迅速向国际水平靠拢。汽车的噪声问题，特别是制动器噪声问题，已日益引起广大消费者的广泛 关注。在国外，汽车制动器的噪声问题已成为汽车工程技术中一项急需解决的问题。因此，制动器 噪声机理及降噪研究具有相当大的实用价值。 汽车制动器通常分为盘式制动器和鼓式制动器两种。鼓式制动器因其结构紧凑，性能可靠，制 动功率大，成本低在卡车和大中型客车中广泛应用。尽管鼓式制动器技术成熟，使用方便，但由于 环保要求的提高及汽车使用者对于乘用舒适性的要求， 制动噪音问题仍然是一个迫切需要解决的问 题。 汽车制动噪声的研究已在国内外学者中引起了极大的重视。早在 70 年代，美国学者就对汽车 盘式制动器的尖叫声做了试验研究，至今仍是研究的课题之一。此后，日、法、德等国研究人员也 对制动器的振动和噪声做了大量的试验和研究。这些研究表明，制动尖叫噪声是一种最常见的摩擦 形式， 它发生在盘式制动器的振动中。 而分析尖叫噪声的随机特性一直是许多研究者所追求的目标。 国内从 80 年代末开始进行鼓式制动器制动噪声的研究。主要研究单位有清华大学、长春汽车研究 所、东风汽车公司等。主要开展的工作是探讨制动鼓的高频尖叫噪声产生的机理及影响因素，根据 实验结果来描述制动噪声的特征，结合对衬片摩擦特性和机械特性的研究及制动器部件的运动分 析，提出降低噪声的途径。
对 鼓 式 制 动 器 的 鼓 和 蹄 进
制动器的有限元分析.
第2章冲焊鼓式制动器结构场的有限元分析2.1冲焊鼓式制动器的特性图2-1鼓式制动器模型简图典型的鼓式制动器(如图2-1主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸(制动分泵、回位弹簧、定位销等零部件组成。
底板安装在车轴的固定位置上,它是固定不动的,上面装有制动蹄、轮缸、回位弹簧、定位销,承受制动时的旋转扭力[2el。
每一个鼓有一对制动蹄,制动蹄上有摩擦衬片。
制动鼓则是安装在轮毂上,是随车轮一起旋转的部件,它是由一定份量的铸铁做成,形状似圆鼓状。
当制动时,轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓,制动鼓受到摩擦减速,迫使车轮停止转动。
在制动时轮缸受到来自总泵的液压后,轮缸两端活塞会同时顶向左右制动蹄的蹄端,作用力相等。
但由于车轮是旋转的,制动鼓作用于制动蹄的压力左右不对称,造成自行增力或自行减力的作用。
因此,业内将自行增力的一侧制动蹄称为领蹄,自行减力的一侧制动蹄称为从蹄,领蹄的摩擦力矩是从蹄的2~2.5倍,两制动蹄摩擦衬片的磨损程度也就不一样。
为了保持良好的制动效率,制动蹄与制动鼓之间要有一个最佳间隙值。
随着摩擦衬片磨损,制动蹄与制动鼓之间的间隙增大,需要有一个调整间隙的机构。
过去的鼓式制动器间隙需要人工调整,用塞尺调整间隙。
现在车上的鼓式制动器都是采用自动调整方式,摩擦衬片磨损后会自动调整与制动鼓的间隙。
当间隙增大时,制动蹄推出量超过一定范围时,调整间隙机构会将调整杆拉到与调整齿下表面;目标单元采用targel70,分布在制动鼓的内表面的接触环部分。
图2.3是冲焊鼓式制动器整体模型,它主要包括:制动鼓,制动蹄,摩擦片,以及驱动梁四个部分共同组成。
其中,在模型建立时一共建立了五个坐标系,分别是制动鼓的圆心坐标系,两边摩擦片的圆心坐标系,以及两个制动蹄的转动坐标系。
图2-3冲焊鼓式制动器的单元模型图(1制动蹄有限元模型(如图2-4图2-4冲焊鼓式制动器的制动蹄单元模型图首先制动蹄在一些细节上进行了简化处理,这样做是为了划分网格及计算的方便。
汽车专业毕业论文《鼓式制动器总成三维建模及有限元分析》
鼓式制动器总成三维建模及有限元分析摘要本文首先对鼓式制动器的研究背景及意义、国内外的研究现状、汽车鼓式制动器的发展概况进行了详细的介绍；并且对与三维建模相关的理论基础，包括CAD/CAM/CAE的发展、Pro-E的基本功用、Pro-E的基本概念及基本方法做了详细的讲解；然后参考同类产品的结构特点，通过三维建模的实际运用对鼓式制动器总成及其零部件建立了相关的三维实体模型，并在装配环境下对分泵与其相关的零部件进行装配，最终生成鼓式制动器总成。
在此基础上运用Pro/E建模软件与Pro / mechanica有限元分析软件对其主要零部件——分泵的三维实体模型进行了相关的应力与应变分析并得出结果,经评价，此结果符合正常的使用要求。
关键词：鼓式制动器三维建模有限元分析AbstractThis paper mainly introduced the background and significance research of the drum brake, the research status include inside or outside of the national ,besides its general situation development at first; the theory basic about the three-dimensional modeling including the development of CAD/CAM/CAE, basic skill about Pro-E, and its concept 、methods all made a detailed explained. Then refer the structure trait of its similar manufacture, thread the exercise of the three-dimensional modeling in fact, based on the three-dimensional modeling about the drum brake and its parts, assemble them , ultimately build the drum brake assembly. In the basic ,use the Pro/E modeling software and the Pro / mechanical analysis software on the three-dimensional modeling of Wheel Cylinder, make the finite element analysis about stress and emergency of the caliper cylinder bore and educe the result, by appraising, the result accord with the natural demand of use.The key word：drum brake three-dimensional modeling finite element analysis目录摘要 (I)ABSTRACT....................................................... I I 第一章绪论 .. (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 制动器研究的现状 (1)1.3 制动器的发展趋势 (2)1.4 本次设计的主要工作 (3)第二章三维建模相关的理论基础 (4)2.1 CAD/CAM/CAE的发展 (4)2.2 三维建模技术及有限元技术的应用与现状 (4)2.3 Pro-E的基本概念及基本方法 (5)第三章鼓式制动器总成关键零部件建模与装配 (7)3.1 概述 (7)3.1.1 Pro-E的基本特征 (7)3.1.2 特征的常用操作 (7)3.1.3 曲面及其应用 (8)3.1.4 组件装配设计 (8)3.2 鼓式制动器总成关键零部件三维模型的建立 (8)3.2.1 分泵缸体的建模 (8)3.2.2 鼓式制动器相关零件的建模 (16)3.3 分泵总成的装配 (21)3.4 本章小结 (27)第四章分泵的有限元计算 (28)4.1 概述 (28)4.2 分泵缸体的有限元分析 (28)4.3 本章小结 (36)第五章总结 (37)参考文献 (38)致谢 (40)第一章绪论1.1 研究背景及意义从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。
基于有限元分析的车辆刹车系统优化
基于有限元分析的车辆刹车系统优化车辆刹车系统是汽车安全性的重要组成部分，它直接关系到行车的稳定性和减速效果。
随着汽车工业的不断发展和技术的提升，基于有限元分析的车辆刹车系统优化被广泛应用。
本文将探讨有限元分析在车辆刹车系统优化方面的应用和影响。
首先，有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种通过将复杂的物理问题离散化成简单的有限元单元，再利用数学方法求解物理现象的数值模拟方法。
它可以精确地描述受力情况和材料行为，因此成为处理工程问题的重要工具。
在车辆刹车系统优化中，有限元分析可以用来模拟和预测刹车盘、刹车片、刹车液和刹车卡钳等零部件的受力情况、变形程度和温度分布，从而评估其性能和安全性。
其次，有限元分析在车辆刹车系统优化中的应用主要可以分为三个方面：刹车盘的结构优化、刹车片的材料优化和刹车系统的热效应优化。
针对刹车盘的结构优化，有限元分析可以帮助工程师在设计阶段通过模拟不同结构参数对刹车盘受力情况和变形程度的影响，从而选择最佳的结构形式。
例如，通过有限元分析，可以分析不同刹车盘孔径、孔数和减薄程度对刹车盘受力分布的影响。
通过这些模拟结果，工程师可以在实际制造过程中针对不同的需求选择合适的结构参数，提高刹车盘的耐磨性和抗变形能力。
刹车片的材料优化也是车辆刹车系统优化中的关键一环。
有限元分析可以帮助工程师评估不同刹车片材料的性能表现，如摩擦系数、热膨胀系数和热稳定性等。
通过模拟不同材料在刹车片与刹车盘接触时的受力情况和摩擦性能，可以选择合适的刹车片材料，提高刹车效果和驾驶体验。
刹车系统的热效应优化是车辆刹车系统优化中的重要部分。
在刹车过程中，刹车盘和刹车片摩擦产生的热量需要及时散发，以防止刹车系统过热造成失效。
有限元分析可以帮助工程师模拟和预测刹车盘和刹车片的温度分布和峰值温度。
通过这些模拟结果，工程师可以调整刹车系统的散热结构和材料，提高刹车系统的热稳定性和寿命。
最后，基于有限元分析的车辆刹车系统优化还需要考虑实际制造和使用的可行性。
制动鼓有限元分析报告
5.1静力学分析5.1.1定义材料
在鼓式制动器中，制动鼓常使用的材料为HT200,其耐磨性和散热性都较好，并且质量较轻；而制动蹄常使用的材料为QT450-10,以保证其刚度。
其材料属性如下表5.1 所示。
表5.1制动蹄、制动鼓物理参额
零件材料密度(kg m )弹性模里(MPa)松泊比
制动蹄QT450-107100 1.69X10,0.27
制动鼓HT2007000 1.50X10，0.25
5.1.2模型导入
由于本次设计所采用的ANSYS软件版本为15。
故需将制动蹄、制动鼓三维模型的文件后缀名改为“ftp”，然后再导入ANSYS软件。
如图5.1、图5.2所示。
w
K O3
MOO
图5.1导入ANSYS软件后的制动蹄模型
08 - >图5.2导入ANSYS软件后的制动鼓模型
5.1.3制动蹄、制动鼓网格划分。
制动鼓课程设计报告--制动鼓简化模型的有限元分析
h课程设计说明书课程名称：汽车系专业课程设计课题名称：制动鼓简化模型的有限元分析班级 T943-4姓名陈鹏学号 20090430440指导教师起止日期 2012 年12 月 31 日— 2012 年 1 月 11 日2013 年 2 月 27 日— 2013 年 3 月 5 日目录制动鼓简化模型的有限元分析------------------------------------------------------------- 1摘要 (1)Abstract (1)第一章制动鼓简化模型介绍------------------------------------------------------------- 21.1 分析任务说明------------------------------------------------------------------ 21.2 制动鼓简化模型介绍------------------------------------------------------------ 2第二章有限元理论基础------------------------------------------------------------------ 32.1 线弹性体静力学问题------------------------------------------------------------ 32.2 求解收敛问题------------------------------------------------------------------ 42.3 结构整体刚度分析-------------------------------------------------------------- 5第三章制动鼓的有限元分析-------------------------------------------------------------- 63.1 二维轴对称图形分析------------------------------------------------------------ 63.2 三维轴对称图形分析------------------------------------------------------------ 113.3 模态分析--------------------------------------------------------------------- 153.4 目标参数的优化--------------------------------------------------------------- 17第四章有限元分析总结----------------------------------------------------------------- 19第五章文献阅读----------------------------------------------------------------------- 201. 高性能汽车制动鼓的研究与生产--------------------------------------------------- 202. 鼓式制动器的有限元分析--------------------------------------------------------- 203. 基于ANSYS Workbench 的鼓式制动器的接触分析------------------------------------- 204. 基于ANSYS鼓式制动器有限元模型的建立与分析 ------------------------------------- 205. 汽车鼓式制动器制动鼓的模态分析------------------------------------------------- 206. 制动鼓的热衰退性能有限元分析--------------------------------------------------- 21参考文献：---------------------------------------------------------------------------- 22制动鼓简化模型的有限元分析小组成员：陈鹏李舒恒（湖北汽车工业学院汽车工程系 T943-4）摘要：制动鼓是鼓式制动器的旋转元件，固定元件是制动蹄。
某鼓式制动器的三维建模及其有限元分析毕业论文.doc
沈阳航空航天大学毕业设计（论文）某鼓式制动器的三维建模及其有限元分析毕业论文目录1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2汽车制动系发展历史 (3)1.3鼓式制动器有限元分析的国内外研究状况 (4)1.4课题的来源、主要研究内容 (4)1.4.1课题来源 (5)1.4.2 主要研究内容 (5)2鼓式制动器的三维建模与装配 (7)2.1CATIA软件概述 (7)2.2CATIA的主要功能模块简介 (9)2.3鼓式制动器的实体模型 (10)2.3.1制动蹄的三维建模 (11)2.3.2摩擦蹄片的三维建模 (11)2.3.3装配制动蹄及摩擦衬片 (12)2.3.4制动底板、制动鼓及辅助零件图的三维建模 (12)2.3.5鼓式制动器的装配 (13)3 鼓式制动器有限元的静力分析 (16)3.1有限元法概述 (16)3.2有限元分析在国内汽车业的应用 (17)3.3 ANSYS软件介绍 (18)3.4鼓式制动器有限元模型的建立 (19)3.4.1定义单元类型 (19)3.4.2定义材料特性 (20)3.4.3划分网格 (22)3.5接触的施加 (24)3.5.1识别接触对 (25)3.5.2定义目标单元 (26)3.5.3定义接触单元 (27)3.5.4设置接触状态 (28)3.5.5检查接触单元情况 (29)3.6位移边界条件 (29)3.6.1制动蹄的位移边界条件 (29)3.6.2 制动鼓的位移边界条件 (30)3.6.3 施加载荷 (31)3.7计算结果及分析 (33)4制动器的有限元模态分析 (37)4.1引言 (37)4.2模态分析设置 (37)4.3制动鼓模态分析 (39)4.4制动蹄的模态分析 (45)总结 (51)参考文献 (52)致谢 (53)沈阳航空航天大学毕业设计（论文）1绪论1.1引言汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。
汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统,它是制约汽车运动的装置。
《重型卡车紧急制动制动鼓有限元分析及裂纹扩展模拟》范文
《重型卡车紧急制动制动鼓有限元分析及裂纹扩展模拟》篇一摘要随着交通运输业的迅猛发展，重型卡车作为主要的运输工具之一，其安全性、可靠性和稳定性至关重要。
制动鼓作为重型卡车紧急制动系统中的核心部件，其性能的优劣直接关系到行车安全。
本文采用有限元分析方法，对重型卡车紧急制动制动鼓进行深入分析，并模拟裂纹扩展过程，旨在为制动鼓的设计与优化提供理论依据。
一、引言在重型卡车的运输过程中，紧急制动系统发挥着至关重要的作用。
其中，制动鼓作为制动系统的重要组成部分，其工作状态直接影响到整车的制动性能和行车安全。
因此，对制动鼓的力学性能、裂纹扩展等关键问题进行深入研究，对于提高重型卡车的安全性能具有重要意义。
二、有限元模型建立为了对重型卡车紧急制动制动鼓进行深入研究，首先需要建立精确的有限元模型。
模型中应包括制动鼓的几何形状、材料属性、边界条件等关键信息。
通过合理的网格划分，确保模型的计算精度和计算效率。
在材料属性方面，需要充分考虑制动鼓的材料特性，如弹性模量、屈服强度、泊松比等。
同时，根据实际工作条件，设定合理的边界条件，如温度场、载荷等。
三、有限元分析在建立好有限元模型后，我们通过施加紧急制动工况下的载荷，对制动鼓进行有限元分析。
分析过程中，重点关注制动鼓的应力分布、应变情况以及可能出现的裂纹等关键问题。
通过对制动鼓的应力分析，我们可以了解其在紧急制动过程中的受力情况，从而判断其是否满足设计要求和工作需求。
同时，通过对应变的分析，可以评估制动鼓在使用过程中的变形情况，进而判断其疲劳寿命和可靠性。
四、裂纹扩展模拟在有限元分析的基础上，我们进一步对制动鼓的裂纹扩展进行模拟。
通过设定合理的裂纹扩展模型和参数，模拟裂纹的起始、扩展直至断裂的过程。
这一过程可以直观地展示裂纹的扩展路径和扩展速度，为制定有效的预防措施提供依据。
在裂纹扩展模拟过程中，我们需要充分考虑材料性能、环境因素以及载荷条件等因素的影响。
通过多次模拟和优化，得到最优的裂纹扩展模型和参数。
基于ANSYS workbench鼓式制动器制动鼓的有限元分析
基于ANSYS workbench鼓式制动器制动鼓的有限元分析李乃斌;李耀平【摘要】通过以东风德纳TD485后单驱动桥鼓式制动器为研究对象,对鼓式制动器接触的受力分析,忽略制动器零部件上加工的一些细节,建立其主要的受力部件(制动鼓、制动蹄、摩擦片)的力学模型.基于三维有限元软件UG建立鼓式制动器三维的有限元模型,利用大型有限元分析软件ANSYS workbench建立该制动器摩擦接触的关系,并对制动鼓进行摩擦接触的非线性分析,研究制动器在小角位移下制动鼓的应力分布和变形,为制动器的改进设计提供可靠依据.%The thesis takes Dongfeng Dana TD 485 after single screw drum brakes as the research object to carry out stress analysis of drum brakes.The mechanical models of the main stress components (brake drum,brake shoe and friction plate) are established ignoring some details of brake parts processing.The 2D finite element model of rear drum brake is established based on the 3D finite element software UG,and the finite element analysis software ANSYS workbench is used to establish the friction contact relationship of this brake,and for nonlinear analysis of frictional contact of the brake drum.The stress distribution and deformation of the brake drum under small angular displacement are studied.It provides a reliable basis for the improved design of the brake.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2017(036)008【总页数】3页(P91-93)【关键词】鼓式制动器;ANSYS workbench;制动鼓;有限元分析;摩擦接触【作者】李乃斌;李耀平【作者单位】昆明理工大学交通工程学院,昆明650224;昆明理工大学交通工程学院,昆明650224【正文语种】中文【中图分类】U463.51目前，大多数重型载货汽车采用的制动系统为鼓式制动器，其中制动鼓是制动系统中的重要部件之一[1]。
《重型卡车紧急制动制动鼓有限元分析及裂纹扩展模拟》范文
《重型卡车紧急制动制动鼓有限元分析及裂纹扩展模拟》篇一摘要随着交通运输业的迅猛发展，重型卡车的安全性能至关重要。
本文利用有限元分析方法，对重型卡车紧急制动时的制动鼓进行了深入的研究，并对制动鼓的裂纹扩展进行了模拟分析。
通过建立精确的有限元模型，对制动鼓在紧急制动过程中的应力分布、变形以及裂纹的扩展进行了详细的探讨，为重型卡车的安全设计和维护提供了理论依据。
一、引言在重型卡车的运行过程中，紧急制动是保障行车安全的重要措施。
制动鼓作为紧急制动的关键部件，其性能的优劣直接关系到车辆的制动效果和行车安全。
因此，对制动鼓的力学性能及裂纹扩展进行深入研究具有重要意义。
本文采用有限元分析方法，对重型卡车紧急制动时的制动鼓进行数值模拟，以期为实际工程应用提供理论支持。
二、有限元模型的建立1. 模型简化与假设为简化模型，本文在保证分析精度的前提下，对制动鼓及周边结构进行了合理的简化处理，并做出以下假设：材料属性均匀、无初始缺陷、忽略温度对材料性能的影响等。
2. 材料属性及单元选择根据实际使用的制动鼓材料，确定了材料的弹性模量、泊松比、屈服极限等力学参数，并选择了合适的单元类型进行网格划分。
3. 边界条件与载荷施加根据实际工况，确定了边界条件及紧急制动时作用于制动鼓的载荷，建立了准确的有限元模型。
三、紧急制动过程分析1. 应力分布分析通过有限元分析，得到了制动鼓在紧急制动过程中的应力分布云图。
分析表明，在紧急制动时，制动鼓表面承受较大的应力，而内部应力相对较小。
2. 变形分析对制动鼓的变形进行了分析，结果表明，在紧急制动过程中，制动鼓会产生一定的弹性变形，但变形量较小，不会对制动性能产生显著影响。
四、裂纹扩展模拟1. 裂纹扩展模型的建立基于线弹性断裂力学理论，建立了裂纹扩展模型，并对裂纹的扩展路径、扩展速率等进行了设定。
2. 裂纹扩展模拟结果通过对模拟结果的观察，得到了裂纹的扩展路径及扩展过程中的应力、应变变化情况。
鼓式制动器ansys强度分析
鼓式制动器ansys强度分析
在其他三维模型中建立几何模型，然后导入ansys中，鼓式制动器主要有制动鼓、制动蹄和摩擦片三部分组成。
如下图所示。
对模型进行网格划分，采用六面体网格，如下所示。
网格总数为20548，节点总数为25752。
制动蹄和摩擦片之间采用绑定接触，摩擦片与制动鼓之间采用摩擦接触设置。
同时在建模时候，将制动鼓端面的所有节点耦合到中间的一点，这样可以利用在该点上施加转动自由度，从而是制动鼓转动一个小角度。
根据实际情况，约束制动蹄销孔区域的轴向和径向自由度，放开转动自由度。
约束制动鼓的轴向自由度以及中心点的自由度。
作用在制动蹄上的压力是载荷力。
约束情况如下图所示。
在分析中设置两个工况，第一个工况施加压力让制动蹄和制动鼓接触，第二个工况在接触的基础上，对制动鼓施加一个小的转动角度，让制动鼓和摩擦片之间产生滑移，即在中心点施加一个微小的转角。
两种工况下的结构的应力云图分别如下所示。
当摩擦片与制动鼓接触为发生滑移时候，最大等效应力为101.723MPa，发生在靠近加载区域的制动蹄上。
当摩擦片与制动鼓发生滑移时，最大等效应力为230.65MPa，发生在领蹄上上销孔约束处，从云图中可以明显看出领蹄和从蹄的应力云图分布不对称，其中领蹄的应力要大于从蹄。
而在第一种工况下，领蹄和从蹄的云图对称。
其中
两种工况下摩擦片与制动鼓接触面上的接触压力如下图所示，可见第一种工况下的最大接触压力为1.12MPa，第二种转动时候为2.34MPa，要大于直接触状态下。
鼓式制动器设计及有限元分析富康轿车
摘要作为汽车主动安全部分最重要的部件，制动器的制动效能、制动稳定性直接影响汽车的制动效果。
本文以富康轿车鼓式制动器为研究对象，通过富康轿车的基本参数，对鼓式制动器的主要参数进行选择及确定。
在设计计算部分，通过初选同步附着系数，得到制动力分配系数，然后选择制动器结构参数，计算制动效能因素等。
理论计算后在基于CATIA V5软件的平台上，进行制动鼓、制动蹄部件的实体三维建模，并利用Ansys Workbench进行有限元分析,最后对制动鼓进行轻量化设计，并根据其受力情况进行分析验证设计的合理性。
关键词：制动器；制动效能；有限元分析；优化设计AbstractAs a vehicle active safety some of the most important parts, brake braking efficiency and braking stability directly affect the car's braking effect.Taking Fukang car drum brake as the research object, through the basic parameters of Fukang car, the drum brake of the main parameters of choice.On the design calculation section, through the primary synchronous adhesion coefficient, get the braking force distribution coefficient, and then select the brake structure parameters, calculation of braking efficiency factor. The theoretical calculation based on the CATIA V5 software platform, brake drum, brake shoe assembly of 3D modeling, and using Ansys Workbench for finite element analysis of the brake drum, lightweight design, and according to the force analysis of the rationality of the design verification.Keywords:Brake;Braking efficiency;Finite Element Analysis;Optimization Design目录摘要................................................................................................. 错误！未定义书签。
制动器的有限元分析.
第2章冲焊鼓式制动器结构场的有限元分析2.1冲焊鼓式制动器的特性图2-1鼓式制动器模型简图典型的鼓式制动器(如图2-1主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸(制动分泵、回位弹簧、定位销等零部件组成。
底板安装在车轴的固定位置上,它是固定不动的,上面装有制动蹄、轮缸、回位弹簧、定位销,承受制动时的旋转扭力[2el。
每一个鼓有一对制动蹄,制动蹄上有摩擦衬片。
制动鼓则是安装在轮毂上,是随车轮一起旋转的部件,它是由一定份量的铸铁做成,形状似圆鼓状。
当制动时,轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓,制动鼓受到摩擦减速,迫使车轮停止转动。
在制动时轮缸受到来自总泵的液压后,轮缸两端活塞会同时顶向左右制动蹄的蹄端,作用力相等。
但由于车轮是旋转的,制动鼓作用于制动蹄的压力左右不对称,造成自行增力或自行减力的作用。
因此,业内将自行增力的一侧制动蹄称为领蹄,自行减力的一侧制动蹄称为从蹄,领蹄的摩擦力矩是从蹄的2~2.5倍,两制动蹄摩擦衬片的磨损程度也就不一样。
为了保持良好的制动效率,制动蹄与制动鼓之间要有一个最佳间隙值。
随着摩擦衬片磨损,制动蹄与制动鼓之间的间隙增大,需要有一个调整间隙的机构。
过去的鼓式制动器间隙需要人工调整,用塞尺调整间隙。
现在车上的鼓式制动器都是采用自动调整方式,摩擦衬片磨损后会自动调整与制动鼓的间隙。
当间隙增大时,制动蹄推出量超过一定范围时,调整间隙机构会将调整杆拉到与调整齿下表面;目标单元采用targel70,分布在制动鼓的内表面的接触环部分。
图2.3是冲焊鼓式制动器整体模型,它主要包括:制动鼓,制动蹄,摩擦片,以及驱动梁四个部分共同组成。
其中,在模型建立时一共建立了五个坐标系,分别是制动鼓的圆心坐标系,两边摩擦片的圆心坐标系,以及两个制动蹄的转动坐标系。
图2-3冲焊鼓式制动器的单元模型图(1制动蹄有限元模型(如图2-4图2-4冲焊鼓式制动器的制动蹄单元模型图首先制动蹄在一些细节上进行了简化处理,这样做是为了划分网格及计算的方便。
鼓式制动器的有限元分析
鼓式制动器的有限元分析
刘立刚;王学林
【期刊名称】《专用汽车》
【年(卷),期】2003(000)003
【摘要】建立了鼓式制动器的有限元模型,把制动蹄、制动鼓和摩擦衬片作为一个整体进行有限元分析,所建立的模型考虑了制动鼓和摩擦衬片间的滑动,较真实的模拟了制动的工作过程.利用ANSYS软件预测了摩擦衬片分布式布置制动器上衬片的压力分布、制动扭矩、制动器的应力分布以及制动器的变形.
【总页数】3页(P21-23)
【作者】刘立刚;王学林
【作者单位】华中科技大学机械工程学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学机械工程学院,湖北,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】U463.51+1.02
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一
步提高。
主题 词 ： 浮 动式 制动器 多点 约束
受 力状态
有 限元分析
中图分类 号 ： Ｕ ４ ６ ３ ． ５ １ ＋ １ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ０ — ３ ７ ０ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ０ ４ — ０ ４
ＦＥ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｄｒ ｕ ｍ Ｂｒ ａ ｋ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ Ｃｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ ｓ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
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吕彭 民 赵 毛 毛 吴 阿 明
（ 长安大 学 道路施 工技术 与装 备教 育部重 点实验 室 ）
【 摘要 】 为研究径 向浮 动蹄式制动器 的性能特点 ， 利用接触与多点约束相结合 的方法 ， 建立了结构有 限元模型 。
经 对 比发 现 ． 该 模 型较 传 统 模 型 能更 准确 的反 映摩 擦 片 的受 力 状 态 ． 且 制 动 力 矩 仿 真 结 果 与 试 验 数据 有 较 好 的一 致 性 。利 用该 模 型 对 制 动 器 制动 性 能 和 摩擦 片应 力 分 布情 况进 行 的仿 真计 算 结 果 表 明 ， 径 向浮 动蹄 式 制 动 器有 利 于 改 善 车 辆 制 动 跑偏 现 象 和 领 蹄 的 受力 状 况 ， 提高 车辆 的行 车 安 全 性 和 领 蹄 摩 擦 片 的 耐磨 性 ： 从 蹄 的 受力 均 匀 性 有 待 进
ｃ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ ｓ（ ＭＰ Ｃ） ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｗ ａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｔ ｏ ｂ ｅ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｔ ｏ