制动器热-结构分析
汽车刹车片的热弹性结构分析
图 2 材料 1在第一种工况下的位移变形图
图 3 材料 1在第一种工况下的应力图
图 4 材料 1在第二种工况下的位移变形图 110
图 7 摩擦材料 1在第二种工况下的应力图
4 结果分析
1)第一种工况下 ,最大位移在刹车片的中部 ,第 二种工况下 ,由于温度场的影响 ,最大位移是第一种工 况的 5倍 ,在摩擦材料表面两侧边缘处 ,由于摩擦力的 影响 ,两侧边缘处的位移变化情况不对称 。
钉处不能产生相对位移 。在建立模型时 ,通过在结合 面上将摩擦材料与金属背板对应位置的节点“粘结 ”
在一起 ,保证接触面上的节点位移相同 ,即结合表面采 用同一层节点 ,而结合面两侧则采用不同的材料 。摩 擦材料与金属背板之间的接触 ,须在接触面上满足温 度连续 、法向位移连续等条件 ,并在切向受摩擦力粘着 摩擦或滑动摩擦的作用 。由于采用力加载方式 ,法向 位移的连续性可自动满足 1的参数
弹性模 量 / Pa
泊松比
密度 /
比热容 /
( kg·m - 3) [ J· ( kg·K) - 1 ]
热膨胀 系数
热导率
金属
衬块 211E + 11 013
7800
502
115E - 05 1613
摩擦
材料 218E + 10 0135
3960
600
112E - 05 48
表 2 材料 2的参数
2)两种工况下 ,应力分布基本相同 ,且由于摩擦 力的关系 ,应力场并不对称 ,最大应力在刹车片背板一 侧小圆柱与背板连接的内侧 。在第二种工况下 ,由于 热应力的影响 ,整体的应力水平都提高 5倍以上 。
盘式制动器的结构与检修
盘式制动器的结构与检修【摘要】文章简单介绍了盘式制动器的结构，提出了对各项部件维护的注意事项，然后用专用工具进行拆卸和检测，对制动器摩擦衬片是否合格，制动卡钳是否大修，以及对制动盘的精整和更换进行了系统的描述，确保了盘式制动器的正常工作性能。
【关键词】盘式制动器检测维修汽车制动系统是汽车行驶的一个重要安全系统，其性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响。
制动器按其耗散汽车能量的方式区分，有摩擦式、电池式、惯性式、挡板式等。
目前广泛使用的是摩擦式制动器，摩擦式制动器就其摩擦副的结构形式可分成鼓式、盘式和带式三种。
盘式制动器与鼓式制动器相比有以下优点：一般无摩擦助势作用，因而制动器效能受摩擦系数的影响较小，即效能较稳定；浸水后效能降低较少，而且只须经一两次制动即可恢复正常；在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小；制动器沿厚度方向的热膨胀量极小，不会像制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大；较容易实现自动调整，其他保养修理作业也较简便。
1 盘式制动器结构盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。
其固定元件则有着多种结构型式，大体上可分为两类。
一类是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块，每个制动器中有2～4个。
这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。
这种由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器。
另一类固定元件的金属背板和摩擦衬片也呈圆盘形，制动盘的全部工作面可同时与摩擦衬片接触，这种制动器称为全盘式制动器。
钳盘式制动器过去只用作中央制动器，但目前则愈来愈多地被各级轿车和货车用作车轮制动器。
全盘式制动器只有少数汽车（主要是重型汽车）采用为车轮制动器。
2 盘式制动器的检测与维修2.1 制动器摩擦衬片的检测与维修在汽车制动系统中，摩擦衬片可能是最关键的部件，所有制动效果的好坏都是通过摩擦衬片体现出来的。
前轮或所有四轮上装有盘式制动器的汽车，需定期地检查制动器摩擦衬片（每行车12～15km）。
汽车制动系统的研究与优化
汽车制动系统的研究与优化摘要：本论文聚焦于汽车制动系统，深入探讨其工作原理、组成结构以及关键技术。
通过对制动系统性能的分析，揭示了当前存在的问题与挑战，并提出了一系列优化方案与未来发展趋势展望。
旨在为汽车制动系统的设计改进、性能提升提供全面且具深度的理论依据与实践指导，以促进汽车制动技术的不断创新与发展，增强汽车行驶的安全性与可靠性。
一、引言随着汽车工业的飞速发展和道路交通状况的日益复杂，汽车制动系统作为保障行车安全的关键部件，其性能的优劣直接关乎驾乘人员的生命财产安全以及整个交通环境的稳定有序。
制动系统能够使行驶中的汽车按照驾驶员的意图减速乃至停车，在紧急情况下更是发挥着决定性作用。
因此，对汽车制动系统展开深入研究具有极为重要的现实意义。
二、汽车制动系统的工作原理汽车制动系统的基本工作原理是借助摩擦力将汽车的动能转化为热能，从而实现减速或停车的目的。
当驾驶员踩下制动踏板时，制动踏板力通过制动主缸转化为液压压力，液压油经管路传输至各个车轮的制动轮缸。
制动轮缸推动制动蹄片或制动块与制动盘或制动鼓紧密接触，产生摩擦力矩，进而阻碍车轮的转动，使汽车减速。
三、汽车制动系统的组成结构1.制动操纵机构：主要包括制动踏板、制动主缸以及相关的连接管路和杆件等。
制动踏板是驾驶员施加制动指令的操作部件，制动主缸则负责将踏板力转换为液压能并进行压力调节与分配。
2.制动传动装置：常见的有液压传动和气压传动两种形式。
液压传动装置由制动管路、制动轮缸等组成，具有传动效率高、响应速度快等优点，广泛应用于乘用车领域；气压传动装置则主要应用于商用车，其制动气室在压缩空气的作用下推动制动部件工作。
3.制动器：分为盘式制动器和鼓式制动器。
盘式制动器散热性能良好、制动效能稳定，多应用于前轮制动；鼓式制动器制动力矩较大、成本较低，常用于后轮制动或一些小型车辆的制动系统。
四、汽车制动系统的关键技术1.制动防抱死系统（ABS）：通过实时监测车轮的转速，在制动过程中自动调节制动压力，防止车轮抱死，使车轮在制动时保持最佳的滑移率，从而确保汽车在制动时的方向稳定性和转向操控性，有效缩短制动距离。
电梯制动器结构原理及选用分析
电梯制动器结构原理及选用分析作者：王翠芝来源：《报刊荟萃（下）》2018年第06期摘要：电梯制动器是电梯中工作最为频繁的装置之一，也是对安全运行作用最大的装置。
其选用及其工作状态直接决定着电梯运行安全程度，影响着乘坐舒适性和平层准确度。
关键词：电梯；制动器；原理；选用一、电梯制动器的作用制动器是电梯安全平稳运行所不可缺少的重要装置，其主要作用如下：制动器能够在电梯电源被切断时自行动作，制动闸瓦抱住制动轮使电梯停止运行。
制动时电梯的减速度不得大于安全钳制停轿厢或轿厢停止在缓冲器上所产生的减速度。
电梯到站停止运行时，制动器应能够保证在125%一150%的额定载荷情况下，保持电梯静止不动，并且在再次启动之前不得打开。
当电梯运行中出现超速并达到限速器动作速度时，制动器首先动作，对制动轮实施制动，使电梯停止运行。
二、电梯制动器工作特点制动器是电梯中工作最为频繁的装置之一，是安全运行的保证。
当电梯正常运行时，制动器必须完全释放，制动闸瓦不得与制动轮发生任何接触，使电梯得以运行；当电梯动力电源或控制电源断电时，或电梯运行超限、超速、出现故障时，制动器立即制动，使电梯停止运行或不能启动。
三、电梯制动器安装位置与结构制动器安装在曳引电动机和减速器之间的联轴器靠近减速器一侧。
其目的是只需较小的制动力距经减速器放大后，可将较重的轿厢制停。
制动轮及制动器、闸瓦都可以减小体积和尺寸，同时靠近减速器一侧是保证当电动机与减速器间联轴器失效后仍能保证制动。
目前有齿轮曳引机均将联轴器之间的联轴器圆盘作为制动轮。
由于无齿轮曳引机无联轴器，并且制动力较大，必须让制动力作用在一个较大直径的制动轮上，所以其被制轮直径有时会和曳引轮等大甚至大于曳引轮。
制动器多数采用具有两个制动闸瓦的外抱式结构，并且将所有向制动轮施加制动力的部件分为两组装设，必须保证当其中一组失效时，剩余一组仍能可靠有效地对被制动轮实施制动，保证电梯运行的安全可靠。
四、电梯制动器工作原理电梯制动器一般由制动轮、制动电磁铁、制动臂、制动闸瓦、制动器弹簧等组成。
汽车制动系统工作原理详解
汽车制动系统工作原理详解为了确保行车安全，汽车制动系统成为车辆中最为关键的部件之一。
它负责控制和减缓车辆速度，使车辆能够稳定地停下或减速。
本文将详细解析汽车制动系统的工作原理，包括液压制动和刹车片的协同作用，以及制动过程中的主要部件。
一、液压制动系统的作用及构成部分液压制动系统是汽车制动系统的重要组成部分，通过将驾驶员的制动操作转化为液压信号，从而实现刹车效果。
它由主缸、助力器、制动管路以及刹车器等几个关键部分构成。
1. 主缸：主缸位于驾驶舱内，通过驾驶员的制动踏板操作来产生制动信号。
当驾驶员踏下制动踏板时，主缸内液体压力增加，将制动信号传递给制动器。
2. 助力器：助力器旨在减轻驾驶员的制动操作力度。
它通过感应驾驶员的制动踏板力度变化，产生相应的助力信号，从而降低制动的难度。
3. 制动管路：制动管路是液压制动系统中连接主缸、助力器和刹车器的管道。
它起到传递制动信号和液压力的作用。
4. 刹车器：刹车器负责把液压力转换为制动力，并施加在车轮上，从而减速或停车。
它由制动卡钳、刹车盘和刹车鼓构成。
二、刹车片的作用和工作原理刹车片是汽车制动系统中非常关键的部件，它通过与刹车盘或刹车鼓的摩擦来产生制动力。
常见的刹车片包括盘式刹车片和鼓式刹车片。
1. 盘式刹车片：盘式刹车片主要应用于轿车和一些商用车上。
当驾驶员踏下制动踏板时，制动系统会产生液压力，使得刹车盘固定在车轮轴上的刹车卡钳夹紧刹车盘。
同时，刹车片与刹车盘之间的摩擦力产生制动力，使车辆减速或停车。
2. 鼓式刹车片：鼓式刹车片常用于汽车的后轮制动系统。
它由鼓式刹车盘、刹车鼓和刹车片组成。
当制动信号传递到刹车器时，刹车鼓会扩张开，使刹车片与刹车鼓内壁之间产生摩擦力，从而减速或停车。
三、制动过程中的关键部件除了液压制动和刹车片，汽车制动系统中还有一些关键部件，它们也对制动效果发挥重要作用。
1. 刹车盘和刹车鼓：刹车盘和刹车鼓是车轮中心固定的圆盘或圆筒形零件，它们承载着制动片对刹车器施加的摩擦力。
风电制动器的热—结构耦合分析
【 摘 要】 针对制动器紧急制动时制动盘的旋转运动规律 ，根据风电制动器的实际结构和热传导 的基 本理 论 ， 立 了制动 盘的 温度 场的数 值模 型 ， 出了循 环迭代 的 计算 方法 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ有 限 元软 建 提 并 ＮＹ 件模 拟 了制动 盘的温度 场。将 温度场 中的热单元 转化成结 构单元 实现 热一 结构的 间接耦 合 ， 用 １４单 采 ８ 元 刚性 梁特性 来带动制 动盘 转动 ， 而来模 拟制动 盘 的减速 运动 ， 充 分考虑 温度 场和 应 力场 的耦合 从 在
３５ ． ４ ４． ５
Ｚ． ５
３
时 间 （） ｓ
前三条曲线的等效应力要小 ，这主要是因为前 面三条 曲线的点刚
好 在 制 动摩 擦 区域 （ 置处 于径 向半 径 Ｒ （０ ， ０ ） 间 ）这 个 位 ＝ ２０， ０ 之 ． ４ ，
（） ｂ
图 ４ Ｚ ０ ｐ０ 时 间 ￡０ 时 制 动盘 上 不 同半 径 点 的温 度 时变 图 ＝ ，１（ ＝）
ｓ ｔａｅｔｅｂａｅｄｓ ｍ ｅａｕｅ ｅｄｉｓ ｌｅ ｏｖｒｔｅｔｅｍ ｌ ｎｔｎｔｍ ｅａｕｅ ｅｄｉｔ ｏ ｗ ｒ ｈ ｒ ｉ ｔ ｐｒｔｒｆ ｌ ｉ ａ ｄｔ ｃｎｅｔｈ ｒ ａ ｕｉｉ ｅ ｐ ｒ ｒｆ ｌ ｏ ｆ ｋ ｃｅ ｉ ｓ ｍｕ ｔ ｏ ｈ ｔ ｉ ｎ ｓ ｕ ｔｒｌｕ ｉ ｔ ａｈｅｅｔｅｉｄｒｃ ｃｕ ｌ ｇ ｏ ｅｍ －ｔ ｃｕｅ ａｗ ｉ ｙａ ｏ ｔ ｇ ｔｅ １４ ｕ ｉ ｔ ｃｕａ ｎｔ ｏｃ ｉ ｈ ｎ ｉ ｔ ｏｐ ｉ ｔ ｒ ａ ｓ ｕｔｒ． ｎ ｈｌ ｂ ｄｐ ｉ ｎ ｒ ｖ ｅ ｎ ｆｈ ｌ ｒ Ｍｅ ｅ ｎ ｈ ８ ｔ ｗ ｔ ｉ ｄｂ ａ －ａｕｅｔｅｒｔ ｉ ｉ ｓｄｉｅ ｏ ｅ ｈ ｒ ｅｄ ｃ ｎｏｄ ｒｔ ｓ ｌ ｅｔｅｄ — ｉ ｒ ｉ ｅｍ 厂ｔ ｒ ｈ ｏａ ｎ ｄｓ ｉ ｒ ｎ ｔ ｒｔ ｔｅｂａ ｉ ｉ ｒｅ ｉ ａ ｈ ｅ ｈ ｇ ｅ ｔｇ ｃ ｖ ｏ ａ ｔ ｋ ｓ ｏ ｍｕｔ
【国家自然科学基金】_热-结构耦合_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
1 1 1 1 1 1
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73
大涡模拟 复合材料点阵夹芯 声学 地幔转换带 喀喇昆仑断裂 可展桁架天线 古老岩石圈薄弱带 发射率 双层膜效应 华北克拉通破坏 冲压发动机 冲击波波阵面 内部棘轮 倾角反铁磁性 低频燃烧不稳定 传热传质 传导辐射耦合换热 优化仿真 su-8 la-icp-ms frp加固
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
科研热词 推荐指数 热质对流 2 温度梯度 2 有限元 2 数值模拟 2 径向溶质分凝 2 垂直bridgman装置 2 仿真 2 高温包层 1 非线性热屈曲性态 1 除湿 1 阴极发光 1 锆石 1 金属/聚对苯乙炔/金属结构 1 载荷 1 载流子输运 1 蜂窝板 1 自动调节汽封 1 聚变能 1 耦合机理 1 耦合换热 1 耦合作用 1 耦合 1 结构力学 1 粗糙表面 1 稀土元素 1 磁场 1 瞬态 1 盘式制动器 1 熔焊快速制造 1 热疲劳裂纹 1 热液增生边 1 热液 1 热应力分析 1 热应力 1 热响应 1 热一结构耦合 1 热.机耦合 1 热-弹耦合 1 热-力耦合 1 火用的不等价性 1 激光耦合 1 激光微细加工 1 溶液除湿剂 1 温度场/应力场耦合 1 温度场 1 温度 1 液态包层 1 浓度梯度 1 洋中脊 1 波包 1 汽轮机组 1 水导激光 1
科研热词 有限元分析 集成技术 轴心受压承载力 薄膜技术 薄板 花岗岩 脉冲激光沉积法 耦合系统 耦合性能 耦合信息传递+ 网格重生成技术+ 结构动力学分析 经济性 系统集成 空间行波管 离心式压气机 磁栅尺 燃煤机组 热连轧机 热辐射 热弹性粱 热力耦合作用 热力学框架 激变 滑动摩擦 温度场 流变模型 流变机制 流-热-固耦合分析+ 污染物输运 本构方程 有限元方法 有限元 整体解 改进措施 收集极 接触热阻 振动控制 振动抑制 形状记忆合金 岩石力学 太阳能热发电 多组分流体 多孔弹性 复合混合物理论 圆柱薄壳 变形分析 反距离加权平均+ 半导体材料 分布式光致伸缩作动器 分叉 光致形变效应
葛洲坝电厂制动器结构性能分析及选型探讨
考 验。
中图分类号 ：Ｋ ３ ．（６ ） Ｔ ７０ ４ ２３
文献标 识码 ： Ｂ
轴 流 式水 轮 发 电 机制 动 器 （ 俗称 风 闸 ） 机 组 机 是 械制 动 系 统 中 的 重 要 部 件 。 机 组 制 动 系 统 由制 动 器 、 风 管路 、 动 和 自动 控 制 装 置组 成 。制 动 器 的 油 手
维普资讯
１ ８ 文章 编号 ：５９９４ （０２ （ ４ １．３ ０ ５－３２ ２０ ） ｒ｝ ８０ Ｘ ０ 水力 发电 ・０ ２年 ・ ６ ２０ 第 期
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压 顶起 时油 压 为 １ ２～１ Ｐ ， 动 和 高 油 压 顶 起 共 ５Ｍ ａ 制 用 同一 个 活 塞 腔 。 １０ＭⅣ 机 组 采 用 的制 动 器 结 构 ７
见 图 １ 。
下， 工作 量 很 大 ， 机 时 间 推 迟 ， 电 力 生 产 带 来 极 开 给 大 损 失 。该 型 号制 动 器 属 自重 复 归 ， 然 减 少 了 工 虽
但 是 ， 型制 动 器也 出 现 过 制 动 后 不 能 复 归 的 该 现 象 ， 制 动器 撤 除制 动 气 压投 入 复 归气 压 后 ， 动 即 制 器 仍不 能 复 归 ， 人 工撬 下 ， 造 成密 封 圈受 损 。密 需 易 封 圈受 损 后 制 动器 两 腔 容 易 串气 、 串油 ， 必须 对 制动
纯电动汽车制动器工作原理分析
纯电动汽车制动器工作原理分析纯电动汽车的制动器是保证车辆行驶安全的重要组成部分。
制动器主要通过产生摩擦力将车辆的动能转化为热能，从而减速和停止车辆。
本文将对纯电动汽车制动器的工作原理进行分析。
一、纯电动汽车制动模式纯电动汽车主要有两种制动模式：机械制动和回收制动。
机械制动是通过摩擦力来实现车辆的减速和停止；回收制动则是通过利用电动机的逆向工作原理将车辆的动能转化为电能并存储起来。
二、纯电动汽车机械制动原理纯电动汽车的机械制动主要依靠制动盘和制动夹来完成。
制动盘固定在车辆的轮毂上，制动夹则通过液压系统或电子控制单元来控制。
当驾驶员踩下制动踏板时，液压制动系统或电子控制单元向制动夹施加压力，使制动夹的摩擦片与制动盘接触，并施加摩擦力。
由于摩擦力的作用，制动盘的转动能量被转化为热能，使车辆减速或停止。
三、纯电动汽车回收制动原理纯电动汽车的回收制动通过利用电动机逆向工作原理来实现。
当驾驶员松开油门或踩下制动踏板时，电动机不再提供动力，而转变为发电机。
在这个过程中，电动机通过电磁感应产生电能，并将其储存在电池中。
同时，电动机的转动也产生阻力，减缓车辆的速度。
这种利用电动机进行回收制动的方式被称为电动机制动。
四、辅助制动系统纯电动汽车还配备了辅助制动系统，以提高制动效果并保持驾驶员的操作体验。
1. 制动助力系统：纯电动汽车通常配备了制动辅助泵，通过增加液压制动系统的压力来增强制动效果。
这种助力系统可以提供额外的制动力，保证制动距离更短。
2. 制动能量回收系统：部分纯电动汽车采用制动能量回收系统，在制动过程中将制动能量转化为电能并存储起来，用于充电电池。
这种系统可以提高能量利用效率，延长行驶里程。
3. 制动控制系统：纯电动汽车还配备了制动控制系统，通过传感器和电子控制单元监测车辆行驶状态，并根据驾驶员的操作来控制制动盘和制动夹的工作。
这种系统可以提供精确的制动力和响应速度，提高行驶安全性。
五、制动器的优势和不足纯电动汽车制动器相较于传统内燃机汽车的制动器具有以下优势：1. 高效能量回收：纯电动汽车的回收制动可以将车辆的动能转化为电能并存储起来，提高能量利用效率。
大众迈腾制动系统结构原理及检修
大众迈腾制动系统结构原理及检修1绪论伴随着轿车性能的持续提升、道路汽车车辆的不断增加，公共交通的压力也在日益增加，在社会安全问题当中，人们对道路交通安全越来越重视。
中国的人口数量众多，交通问题也十分的突出，死于交通事故的人数量占据全球首位，而且中国的道路交通事故死亡人数与发生次数也呈现出逐年增加的趋势，而且增加的程度每一年也都在加大，如此残酷的现实，让人们对轿车的安全性能越来越重视，不仅注重车辆舒适性、经济性等性能，更加看重的是轿车安全性。
如今，人们在研究车辆的时候，研究的重点就在于轿车的安全性能，经过研究以后证实，一半的道路交通事故都是由跑偏、侧滑等轿车制定系统故障造成的，为使制动系统的稳定性得到提升，增设了应急系统，为使制动的时候的方向可靠性得到保障，人们发明了惯性阀、感载阀、比例阀、限压阀等制动力调节设备，以便于让具体的制动力分配特性尽量的合理，伴随着科技的不断发展，电子稳定程序ESP ( Electronic Stabilty Program)与电子控制制动防抱死系统ABS(Antilock Braking System)相继问世，可以很好的预防轿车在制动的时候车轮抱死，使制动距离缩减，使制动方向的可靠性得到提升。
1大众迈腾汽车的制动系统的工作原理及组成1.1常规制动系统1.行车制动系统(1)制动操纵机构制动的作用是产生制动、操控制动效果、制动轮缸和管路等。
传动设备、控制设备、供能设备是制动操纵机构所含有的主要设备。
①传动设备：负责把制动能量传输至制动器的所有部件，例如制动轮缸、主缸；②对供给制动所需能源进行调节等是供能装置的主要作用；③控制设备：把制动能量传输至制动器的所有部件，对所有部件的制动效果进行控制、形成制动动作。
(2)制动器的类型在汽车制动系统之中，制动器属于其中非常关键的部分，制动器也被称为摩擦制动器。
鼓式与盘式是依据旋转元件的外观所进行的摩擦式制动器分类。
关于鼓式制动器的介绍：鼓式制动器内包含有一个铸造的制动鼓，通过螺栓连接车轮，并且伴随着车轮转动。
制动系设计
第二节 制动器的结构方案分析
4. 盘式制动器
与鼓式制动器相比盘式制动器具有： ① 热稳定性好 ② 水稳定性好 ③ 制动力矩与汽车运动方向无关 ④ 易于构成双回路制动系 ⑤ 尺寸小、质量小、散热良好 ⑥ 衬块磨损均匀 ⑦ 更换衬块容易；缩短了制动协调时间
⑧ 易于实现间隙自动调整。
第二节 制动器的结构方案分析
第一节 概述
6. 制动系设计应满足的要求
① 具有足够的制动效能（行车制动以制动减速度和制动距离为 评价指标；驻车制动以可靠停使的最大坡度为评价指标）
② 工作可靠 ③ 制动时不应当丧失操纵性和方向稳定性 ④ 防止水和污泥进入制动器工作表面 ⑤ 热稳定性良好 ⑥ 操纵轻便，并具有良好的随动性
第二节 制动器的结构方案分析
作业
如右图所示，车辆的质量为m，制动减速度为a， 地面附着系数为φ，其余参数如图所示，试求车
辆在制动时，前后桥制动器的最大制动力。
本章主要内容
第一节 概述 第二节 制动器的结构方案分析 第三节 制动器的设计 第四节 制动驱动系统
第一节 概述
1. 制动系的功能
① 能够以控制和重复的形式降低车速，在需要时可将车停下来 ② 能够在下坡时保证车辆以稳定车速行驶 ③ 使汽可靠地停在原地或坡道上
第一节 概述
2. ABS防抱死刹车系统
第三节 制动器设计
1. 行车制动
第三节 制动器设计
2. 制动力分配曲线
第三节 制动器设计
3. 驻车制动
第三节 制动器设计
4. 弹簧式盘式制动器
第三节 制动器设计
5. 多片湿式制动器设计
第四节 制动驱动系统
1. 驱动形式
① 机械制动 ② 气压制动 ③ 液压制动
纯电动汽车制动器系统的结构与原理分析
纯电动汽车制动器系统的结构与原理分析纯电动汽车是指仅依靠电能驱动的汽车，其制动器系统的设计和原理与传统燃油汽车相比有一些差异。
本文将对纯电动汽车制动器系统的结构与原理进行分析。
一、纯电动汽车制动器系统的结构纯电动汽车的制动器系统通常由以下几个主要组件组成：1. 制动踏板：通过踩踏制动踏板，驱动制动液进入制动系统，从而实现制动操作。
2. 制动真空助力器：由真空泵和真空容器组成，帮助司机通过踏板施加的力量来产生更大的制动力。
真空助力器使得制动力施加在制动系统上更加容易，减少了驾驶员需要用力踩踏踏板的力度。
3. 制动漏液检测器：用于检测并报警制动液的泄漏，保证制动系统的正常工作。
4. 制动液储液罐：用于储存制动液，供制动液进入制动系统进行制动操作。
5. 制动防抱死系统（ABS）：用于防止车轮在制动时抱死，提高制动的稳定性和控制性。
6. 制动盘和制动片：制动盘通常固定在车轮上，而制动片通过制动卡钳夹住制动盘来产生制动力。
7. 制动鼓和制动鞋：一些电动汽车也使用制动鼓和制动鞋作为制动器的组成部分。
二、纯电动汽车制动器系统的原理纯电动汽车制动器系统的原理与传统燃油汽车的制动系统相似，但也存在差异。
1. 电子制动力分配系统：纯电动汽车通常配备了电子制动力分配系统，该系统利用车辆动态传感器和控制单元，根据车辆的动态状态，将制动力分配到每个车轮，以确保制动的稳定性和安全性。
2. 制动能量回收系统：纯电动汽车的制动能量回收系统利用电动机的反作用力把制动时产生的能量转化为电能，并将其储存在电池中供电动机和其他电气设备使用。
通过回收能量，纯电动汽车提高了能量利用效率，延长了电池的续航里程。
3. 制动辅助系统：纯电动汽车的制动辅助系统可以通过电子控制单元（ECU）和传感器来实时监测车辆和制动系统的状态，并根据需要调整制动力的分配和力度。
这样可以提供更高的驾驶稳定性和安全性。
4. 制动系统的可再生能源：纯电动汽车可以通过能源回收系统将制动过程中产生的能量转化为电能存储起来，供车辆其他部分使用。
纯电动汽车制动器的结构与工作原理分析
纯电动汽车制动器的结构与工作原理分析纯电动汽车的制动器是保证车辆行驶安全的重要组成部分。
与传统燃油汽车的制动器相比，纯电动汽车的制动器在结构和工作原理上存在一些差异。
本文将对纯电动汽车制动器的结构和工作原理进行详细的分析。
一、纯电动汽车制动器的结构纯电动汽车的制动器主要包括刹车片、刹车盘、刹车泵、刹车阀和刹车控制单元等组件。
1. 刹车片：刹车片是制动器中的关键部件，通过与刹车盘摩擦产生摩擦力，将车辆的动能转化为热能，从而实现制动效果。
2. 刹车盘：刹车盘是固定在汽车轮毂上的圆盘状零件，通过与刹车片的摩擦来实现制动效果。
3. 刹车泵：刹车泵通常由主泵和辅助泵组成，主要负责提供液压力，使刹车片与刹车盘之间产生摩擦力。
4. 刹车阀：刹车阀用于调节刹车系统的压力，保证制动力的平衡和稳定。
5. 刹车控制单元：刹车控制单元是纯电动汽车中的重要电子控制部件，负责监测车辆速度和制动系统的工作状态，并通过控制刹车泵和刹车阀来调节制动力。
二、纯电动汽车制动器的工作原理纯电动汽车的制动器工作原理主要分为机械制动和电子制动两部分。
1. 机械制动：机械制动是指通过摩擦片与刹车盘之间的摩擦力产生制动效果。
当驾驶员踩下制动踏板时，刹车泵会向刹车片传递压力，使刹车片与刹车盘之间形成摩擦。
由于制动片与刹车盘之间的摩擦力，车辆的动能被转化为热能，从而减速或停止车辆。
2. 电子制动：电子制动是指通过电子控制单元对刹车系统进行智能化控制，实现更加精确和灵活的制动效果。
纯电动汽车通常采用电子制动系统，其中包括随动力辅助刹车（E-PB）和再生制动系统（RBS）。
- 随动力辅助刹车：当驾驶员松开油门踏板时，电控制动系统会根据车速和制动需求控制刹车盘与刹车片的摩擦力，实现辅助制动效果。
- 再生制动系统：再生制动系统通过电动机的倒转将动能转化为电能，在制动过程中回收并储存起来，以延长电池的续航里程。
总体而言，纯电动汽车的制动器在结构和工作原理上与传统燃油汽车的制动器有所不同。
重型汽车用盘式制动器的结构性能分析
轴
V9 - 60L 6 000
V9 - 82L 7 500
中 Honp1300 后 Honp1310 桥 Hoy - 1175
13 000 13 000 Hy - 0645 2 000 Hy - 0745
6 100 6 800
Hy0855 8 000
收稿日期 :1998 年 12 月 1 日
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
2 盘式制动器的结构类型及特征
传统的鼓式制动器是由凸轮 、楔子或滚轮驱动 的制动蹄压向旋转着的制动鼓 , 产生摩擦力实现制 动 , 而盘式制动器则是由两个平行的摩擦片压向旋 转着的制动盘以产生制动摩擦力 。从结构上看 , 在 平的制动盘上控制对称且垂直受力的两个衬片要比 控制制动鼓中弧形蹄片的受力和运动容易得多 。重 型车用盘式制动器有四种常见结构 :滑动钳式 、摆动 钳式 、固定钳式及拳型钳式 。
应用则是最近几年的事 。
“前盘后盘”结构 ,分别与 1996 年推出了各自的代表
欧洲的载货车生产厂家对盘式制动器在载货 车型 ———Benz Actros 及 Scania 4 系列 。
车 , 尤其是在重型载货车上的推广应用起了决定性 的作用 。1992 年 MAN 公司在其载货车系列产品全
目前 , 在国内载货车产品上仍普遍采用传统的 鼓式制动器 , 即使是新开发的轻型车产品也未见盘
·2 ·
1998( 6) 总 49 期 重型汽车 ZHONGXING QICHE
重型汽车用盘式制动器的 结构性能分析
●重汽公司技术中心 陈言平
【摘要】介绍了四种常见的盘式制动器的结构及其特点 ,从制动减速度 、制动时制动器起作用的时间 、制动器的 效能因数与摩擦系数的关系及迟滞量等方面对盘式制动器与鼓式制动器进行对比 、分析 ,说明盘式制动器在制动效 能 、制动效能的稳定性以及制动时汽车的方向稳定性上比鼓式制动器具有明显的优势 ,理论和试验表明盘式制动器 与 ABS、ASR、EBS 等系统匹配时可简化系统结构 、优化系统性能 , 并对重型汽车装用盘式制动器带来的制动系统的 相关问题进行探讨 ,提出了几点建议 。
盘式制动器摩擦片热-结构耦合分析
ｊ ｉ ｅｓｙｄ ｔｂ ｔｎｏ ｅ ｃｏ ｍ ｅ ｕ ，ｒ ｅ ｒ ｓｒ，ｉ ｉ ｈ ｈｔ ｉ ａ ｇｔ ｒ ｕｉ ｛ ｎ ｎｉ ｉｒ ｕ ｏ ｔ ｔｎｔ ｐ ｒ ｒ ｂａ ｅ ｕ ｆ ｃｏ ｗ ｉ ｎ ｐｒ ｔ ｅ ｅ ｄｒ ｇ ｔ ｔ ｓ ｉ ｉ ｆ ｈ ｆ ｉ ｅ ａ ｅ ｋ ｐ ｓ ｅ ｒ ｔｎ ｃ ａ ｇ ｔｏ ｈ ｎ ｉ ｔ ｋ
ＲＯＮＧ ｎ ＣＨ ＡＯ ｉ ｉ ｎ Ｂｉ ｇ， Ｋａ—ｎ ａ
（ ｐ ． ｆｔｅＴ ａ ｓ ｏｔｔ ｎ ａ ｄＡｕｏ ｂｌ ｎ ｉｅ ｒｎ ｆＸｉｕ ｉｅ ｓｔ， ｈ ｎ ｄ ０ ９ Ｃ ｉａ Ｄｅ ｔｏ ｒｎ ｐ ｒ ｉ ｎ ｔｍｏ ｉ Ｅ ｇｎ ｅｉｇｏ ｈ ａＵｎｖ ｒｉ Ｃ ｅ ｇ ｕ ６ ３ ， ｈｎ ） ｈ ａｏ ｅ ｙ １ ０
主 要 计 算 紧 急 制动 工 况 下 的盘 式 制 动 器 的摩 擦 片 瞬态 温 度 场 及 应力 场 的分 布 情 况 。工 况 为 制 动初 始 车 速 ｌ０ ｍｈ 制 动 压 Ｏ ｋ ／，
力 ７ ＭＰ ， ． ａ总制 动 时 间 ３ ２ 。 ５ ．ｓ ４
１盘式制 动器 摩擦 片热一结 构耦 合模 ２１载 荷 步 的设 定 ． 型 的建 立 从制动的全过程看 ， 包括驾驶员做出行动反应 、 动器起作 制
＿ ｓ・ ｉｅｎ ｉ ｄｇ
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中图分类 号 ：Ｈ１ ， Ｍ３ ５ 文献标 识码 ： Ｔ ６Ｔ １ Ａ
随着 汽 车工 业 的发 展 ， 速 越来 越 高 ， 荷越 来 越 大 ， 对 制 车 载 而
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Ｋｅ ｏ ｄ ： ｈ ｒ ｌ ｓ ｕ ｔｒ ｌｃｕ ｌｄ ａ ａｙｉ； ｒｃｉｎ ｐａｅ Ｔ ａ ｓｅ ｔｔｍｐ ｒ ｔｒ ｎ ６ ｙ ｗ ｒ ｓＴ ｅ ｍａ —ｔ ｃｕ ａ ｏ ｐｅ ｎ ｌｓ Ｆ ｉ ｏ ｌｔ； ｒ ｎｉｎ ｅ ｅ ａｕ ｅ ａ ｄ ｒ ｓ ｔ
浮钳盘式制动器结构分析
ｆｌｏａｔｉｎｇ ｃａｌｉｐｅｒ ｄｉｓｃ ｂｒａｋｅ ｂｒａｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｒａｋｅ ｄｉｓｃ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｌｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｏｎｅ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｏｎｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ
ＩＶ
第３章制动盘与摩擦片热结构耦合分析………………………………………………．．３２ ３．１热结构耦合分析的理论基础……………………………………………………．３２ ３．１．１摩擦热的产生机理………………………………………………………一３２ ３．１．２热传导理论………………………………………………………………．３３ ３．１．３热结构耦合方法…………………………………………………………．．３５ ３．２热结构耦合模拟制动过程………………………………………………………．３５ ３．２。１单元类型的选取…………………………………………………………一３５ ３．２．２材料属性的定义…………………………………………………………．．３６ ３．２．３有限元模型………………………………………………………………．３６ ３．２．４载荷及边界条件…………………………………………………………．．３７ ３．３制动盘温度场分析………………………………………………………………３８ ３．３．１制动盘制动过程的温度场分布…………………………………………一３８ ３．３．２制动盘温度场分析………………………………………………………．．４１ ３．４制动盘应力场分析………………………………………………………………４６ ３．４．１非热结构耦合下的制动盘应力场………………………………………．．４７ ３．４．２热结构耦合下的制动盘应力场…………………………………………。５１ ３．５摩擦片温度场分析………………………………………………………………５８ ３．６摩擦片应力场分析………………………………………………………………６ｌ ３．７本章小结…………………………………………………………………………６３
葛洲坝电厂制动器结构性能分析及选型探讨
从结构性能上 分析 ， 制 动器分上 、 活塞 ， 、 该 下 上
下 活 塞 之 间采 用 软 性 联 结 （ 活 塞 之 间设 有 便 于 制 两 动 器 复 归 的 弹簧 ） 下 活 塞 （ 工 作 活 塞 ） 于其 配合 ， 即 由
行 分 解 检 查 ， 发 现 堵 塞 现 象 。在 不 能 复 归 的 情 况 未
停 机 时 间 较 长 后 再 次 开 机 启 动 时 ， 动 器 通 过 注 入 制
量 ， 是 靠 自重 复 归 ， 旦 出 现 发 卡 现 象 ， 要 进 行 但 一 只 人 工 撬 下 一 次 ， 二 次 开 机 同样 出 现 类 似 问题 。 为 第 因 人 工 强 行 撬 下 风 闸 时 ， 造 成 密 封 圈 损 坏 ， 旦 损 易 一 坏 ， 次 就 避 免 不 了发 卡 。 下 另 外 ， 制 动 器 油 气 共 用 一 个 工 作 腔 ， 次 顶 转 该 每
子 后 ， 大 量 的残 油 留在 制 动 器 工 作 活 塞 的 底 部 和 有 管 路 中 ， 造 成 控 制 柜 和管 路 处 大 量 的油 污 。 易
高 压 油 顶 起 转 子 ， 推 力 瓦 与镜 板 之 间 重 新 建 立 起 使 油 膜 。 机 组 有 高 压 油 减 载 装 置 可 以省 去 该 项 作 用 ） （ 。
１ 立 式 水 轮 发 电 机 组 制 动 器 运 行 状 况 、 构 结 性 能 分 析
葛 洲 坝 电 厂 现 阶 段 所 应 用 的 制 动 器 型 号 有 两
种 ： 种是 １５ 一 ２ ＭＷ 机 组 中 应 用 的 单 活 塞 双 腔 制 动
器 ， 气动复归 ； 一种 是 １０ 靠 另 ７ ＭＷ 机 组 中应 用 的 双
高速盘式制动器等退距结构分析
荷状 态 ，同时 带 动 传 力 臂 的右 端 向 下 运 动 ，则 各 部件 都会 做 出 与 上述 运 动 方 向 相反 的 动 作 ，各 制 动 臂 向制 动 盘 的 中 心靠 拢 ，在 等 退 距 机 构 的作 用 下 ，使各 制 动 闸瓦 同步 贴 紧 制 动 盘 ，实 现 系统 左
文章编号 ：１ ０ ０ １— ０ ７ ８ ５（ ２ ０ １ ５ ）０ ５— ０ １ ２ ６— ０ ２
目前 国 内煤 矿 产 业 发 展 出现 下 滑 趋 势 ，在 机 械技术 行业 中求 生存 求发 展 ，必须 响 应 “ 十二五”
下 同时对 称 向外 侧 移 动 ，在 楔 块组 件 的 作 用 下 制 动 臂 带 动制 动 闸 瓦 向轴 向远 离 制 动 盘盘 面 的方 向
右 闸瓦 同步制 动 。
均而加快损毁 。同时不 能因为保证 等退 距精度而 忽 略了制 造 成 本 和工 作 效 率 ，本 文重 点 讨 论 等 退 距机 构 的优 化 问题 。
２ 等 退 距 机 构 的 种 类 与 特 点
２ ． １ 顶 丝 限位等退 距机构 顶 丝 限 位 机 构 采 用 单 向 刚性 限位 ，在 主 、副 制 动臂 的 下 段 用 螺 栓 顶 住 底 座 ，保 证 制 动 闸 瓦 的 退 距 。这种 机 构 在 现 场 不 好 调 整 ，在 制 动臂 打 开 时 ，需 反复 调 整 两 边 顶 丝 ， 以保 证 两 边 退 距 大 致
相 等 ，并且 在 闸 瓦 打 开 时 ，冲击 力 较 大 。若 制 动
器安装 自动补偿机构 ，制动 闸瓦磨损期 间，需不 断地对 该 退 距 机 构 进 行 调 整 。 同 时市 场 上 的 标 准 件 也有 一 定 的偏 差 ，旋 转 退 距 螺 栓 不 能 保 证 退 距 螺栓 到底 板 的 距 离 相 等 ，这 样 就 使 得 制 动 器 打 开 时退 距 不 一 定 相 等 ，容 易 造 成 制 动 器 偏 刹 现 象 。 顶 丝 限位等 退距 机构 如 图 ２所示 。
汽车鼓式制动器有限元分析程序开题报告
汽车鼓式制动器有限元分析程序开题报告汽车鼓式制动器是一种常见的制动系统之一，它通过摩擦产生的热能来实现汽车的制动功能。
在汽车行驶过程中，制动器会不断地受到高温和高压力的作用，长时间使用会导致制动器失效。
由于鼓式制动器的结构复杂，传统的实验研究方法难以满足工程设计的需求。
有限元分析是一种有效的工程设计分析方法，可以模拟和预测汽车鼓式制动器在各种工况下的性能。
针对汽车鼓式制动器有限元分析的问题，本项目旨在开发一种专用的有限元分析程序，用于评估制动器的结构强度和热响应特性。
本项目计划包括以下几个主要步骤：1.汽车鼓式制动器模型建立：根据实际制动器的结构参数，采用CAD 软件进行三维建模，得到鼓式制动器的几何模型。
2.材料模型确定：选择适当的材料模型，包括材料的弹性和热性质。
根据制动器所受到的温度和压力条件，确定材料的软化和脆化特性。
3.网格划分与网格独立性分析：通过网格划分将制动器模型离散化，用有限元法求解。
对于不同的网格划分方案，进行网格独立性分析，选取合适的网格划分方案。
4.边界条件与约束条件设定：根据实际使用情况，确定制动器模型的边界条件和约束条件。
包括刹车后的冷却过程、持续制动过程中的温度变化等。
5.程序编写与验证：根据有限元方法原理，编写汽车鼓式制动器有限元分析程序。
通过与已有的实验结果进行比较，验证程序的准确性和可靠性。
6.分析结果与优化：使用有限元分析程序，分析鼓式制动器在不同工况下的应力分布、温度分布等结果。
根据分析结果，对制动器的结构进行优化设计，提高制动器的性能和可靠性。
通过本项目的研究，将开发出一种专用的汽车鼓式制动器有限元分析程序，为制动器的设计和优化提供技术支持。
该程序具有广泛的应用前景，可以用于鼓式制动器的研发、改进和故障分析等方面。
同时，结合实际应用情况，进一步探索汽车鼓式制动器的性能和可靠性优化方法，为制动系统的发展做出贡献。
通过本项目的研究，我们期望能够有效地提升汽车鼓式制动器的性能和可靠性，为汽车行驶的安全提供可靠的保障。
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基于HyperWorks的某通风盘式制动器热-结构分析
朱楚才史建鹏郭军朝
东风汽车公司汽车工程研究院，武汉，430058
摘要：通过对通风盘式制动器进行热-结构顺序耦合分析，了解制动盘在制动过程中的温度场分布及热应力场分布等情况，为制动盘的优化设计提供了参考。
关键词：通风盘式制动器，顺序耦合热-结构分析，温度场，热应力
1概述
制动性能是汽车的一项极其重要的性能，而制动器则是其执行部件。
乘用车的盘式制动器是一种摩擦制动器，它利用两个运动表面相互接触时所产生的摩擦阻力，短时内将汽车运动所产生的动能和势能转化为热能，从而达到使汽车减速或停止运动的目的。
了解制动盘制动时的温度场分布，有助于制动盘结构的优化设计与改进。
同时，受制动盘的散热能力的影响，制动时产生的热能并不能在瞬间全部散出，制动盘内会有热能聚集并产生温升，从而在盘体内产生热应力，热应力是影响制动盘的使用寿命的重要因素。
详细了解制动过程中制动盘内的温度场分布状态，及热应力的分布情况，对制动盘结构的合理设计具有重要的意义。
2传热模型的建立
2.1传热分析有限元法基本原理
热传导分析可以在热载荷下求解未知的温度和热流通量，温度是体现物体热能的量，而热流通量表示热能的流量。
物体分子间的热能交换称为热传导，物体和周围流体间的热能交换称为热对流，热载荷一般由流进或流出物体的能量流来定义。
在线性静态分析中，材料热物性如热传导率、对流换热系数，都是线性的，关注的重点是最后平衡状态的温度和热流分布。
基本的有限元方程式如下：
([Kc] + [H]){T} = {p} (1)
其中，[Kc]为热传导率矩阵，[H]为边界自然对流矩阵，{T}为未知的节点温度，{p}为热
载荷矢量。
通过这个系统的线性方程来求解节点的温度{T}。
热载荷矢量可以表示为：{p} = {P B} + {P H} + {P Q} (2)
其中，{P B}为通过边界定义卡片QBDY1设置的热流通量所定义的能量，{P H}为通过对流换热系数定义卡片CONV设置的边界热对流矢量，{P Q}为通过内部热能生成定义卡片QVOL设置的能量矢量。
方程式（1）左侧的矩阵是未知的，除非温度边界已知。
通过采用可以提高计算效率的稀疏矩阵、对称高斯消元法，这个平衡方程式可同时计算未知的温度。
一旦单元的节点温度被求解，则温度梯度{∇T}可通过单元的形函数计算获得。
单元热流通量可通过下式计算：{f} = [k]{∇T} (3)
其中，[k]为材料的热传导率。
热载荷和边界在输入面板的体积载荷数据卡片中定义，在工况定义中，它们需要通过SPC或MPC和LOAD卡片进行引用。
2.2耦合的热-结构分析
每个热传导工况定义有一组温度信息，在结构分析工况中，可以通过定义TEMP （LOAD）卡片引用这些信息，来完成热-结构耦合分析。
结构强度分析中的温度信息的ID 和热传导分析中的ID是默认一致的，它也可以通过TSTRU卡片来修改。
如果温度信息集合ID和体积载荷数据中温度信息集合ID相同，那么热传导分析中的温度信息将覆盖体积载荷数据中的温度信息。
耦合的热-结构分析过程如下：先执行热传导分析以获取结构的温度场，这个温度场将作为结构分析的载荷的一部分。
通常采用简化的有限元网格，同时用于热分析和结构分析。
静态结构分析的有限元控制方程如下：
[K]{D} = {f} + {f T} (4)
其中，[K]为全局刚度矩阵，{D}为未知的位移矢量，{f T}为温度载荷，{f}为结构载荷如集中力、压强等。
位移矢量{D}通过线性求解器进行求解。
热-结构分析中的耦合是顺序的，热分析影响后续的结构分析，而结构分析通常对热分析没有影响。
3有限元建模
3.1通风盘式制动器模型
某型轿车前通风盘式制动器包含46个通风槽，每一周期角为7.826°。
为了简化计算，截取一个含通风槽的对称单体进行分析，结构如图1所示。
模型的前处理工作在HyperMesh 中完成。
图1 通风盘式制动盘片体简图
模型整体物理参数如表1所示，由已知物理参数推导出热流密度等物理量。
表1 模型整体参数
轮辋材料为铝合金，关节头材料为钢，制动盘材料为铸铁，部分材料的热物性参数如表2所示。
材料热物性参数
表2
3.2边界条件
图2 热传导分析边界条件图3 热应力分析边界条件传热分析边界条件如图2所示，热流从制动盘面的摩擦接触面部分（内、外两个面）进入制动盘。
在制动盘的相关表面，存在热对流、热辐射等散热边界条件。
假设制动盘面为理想平面，周期对称截面处为绝热边界。
所有零件的初始温度为常数，20℃。
热应力分析边界条件如图3所示，定义柱形局部坐标系，约束轮辋、关节头内径节点的1、3自由度，约束制动盘对称截面所有节点的2自由度，将热传导步骤产生的温度场作为温度载荷输入。
3.3工况设置及参数确定
工况设置为：初速为120km/h条件下，制动至停车，然后加速至100km/h并保持该速度进行制动器的冷却散热。
制动盘先经过制动过程温度升高，后在较高车速下散热降温。
根据推导计算，制动过程时间长度为4.1s，散热冷却过程时长定义为60s。
3.4计算结果
后处理工作在HyperView、HyperGraph中完成，如图4～7所示。
在该制动工况下，制动结束时刻的最高温度约为242.8℃，经过散热冷却过程后，最高温度降为123.5℃。
如图5所示，由于制动时间短，受热流在制动盘内部扩散速度的影响，制动结束时，制动盘内部温度低于制动盘表面温度。
如图6所示，经过散热过程的热传导，制动盘表面和内部的温度基本趋于一致。
图4 t=0.1s温度场云图图5 t=4.1s温度场云图
图6 t=60s温度场云图图7 节点15978温度-时间曲线如图7所示，该通风盘式制动盘制动过程中的最高温度并非发生在制动结束时刻，而是在制动结束前的某一时刻。
如制动过程中节点15978温度随时间变化曲线图所示，该温度约为271.4℃，节点15978位于制动盘内侧面。
如图8～11所示，随着温度的降低，热应力也逐渐降低。
制动结束时刻，最大应力约为129.3MPa，经过散热冷却过程后最大应力降为约70.9MPa。
在制动盘制动部位与固定部位间的连接部位处，有明显的应力集中现象，如图8、图9所示，建议适当调整该部位的过渡圆角尺寸。
如图11所示，最大应力发生在制动过程的t=1.5s时刻，最大应力约为177.9MPa，该最大应力发生在制动盘的外侧面。
最大应力低于制动盘材料铸铁的许用应力235MPa。
图8 t=4.1s应力分布云图图9 t=60s应力分布云图
图10 t=4.1s位移分布云图11 t=1.5s时刻应力分布云图
4结论
通过对汽车以120km/h初始速度制动工况的制动盘温度场和应力场的分析，促进了制动盘结构设计的改进和优化，为制动器的设计和制造提供了参考。
5参考文献
[1] Hyperworks Help Documents
[2] 杨世铭，陶文铨，《传热学》第四版，北京：高等教育出版社，2006
[3] 谭真，郭广文，《工程合金热物性》第一版，北京：冶金工业出版社，1994
Coupled Thermal-Structure Analysis of the Ventilated Disc Brake Based on HyperWorks
Zhu Chucai Shi Jianpeng Guo Junchao
Abstract: Coupled thermal-structure analysis is applied to the ventilated disc brake, and the temperature field and thermal stress distribution are understood during the braking process of car. This supplies references for the optimal design of brakes.
Keywords: Ventilated Disc Brake，Coupled Thermal-Structure Analysis, Temperature Field, Thermal Stress
基于HyperWorks的某通风盘式制动器热-结构分析作者：朱楚才， 史建鹏， 郭军朝
作者单位：东风汽车公司汽车工程研究院，武汉，430058本文链接：/Conference_7742130.aspx。