氣壓盤式制動(dòng)器物理建模與仿真分析.pdf

1、本文在借鑒氣壓盤式制動(dòng)器YF3501AD01的基礎(chǔ)上建立了氣壓盤式制動(dòng)器的CAD模型、動(dòng)力學(xué)模型和熱力學(xué)模型，分析了制動(dòng)器在制動(dòng)過程中的動(dòng)力學(xué)性能和熱力學(xué)性能。 在UG軟件中建立了氣壓盤式制動(dòng)器的CAD模型，清楚地展現(xiàn)了氣壓盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和零部件的形狀及裝配位置關(guān)系。 基于氣壓盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，在ADAMS軟件中建立氣壓盤式制動(dòng)器的動(dòng)力學(xué)模型。通過進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模擬，分析制動(dòng)器在制動(dòng)過程中的動(dòng)力學(xué)性能，即

2、制動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)盤的角速度和角加速度、制動(dòng)盤與摩擦片之間的接觸壓力和切向摩擦力、制動(dòng)盤的制動(dòng)力矩。在制動(dòng)器動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用ADAMS軟件對(duì)壓力臂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。在制動(dòng)停止時(shí)間一樣的前提下，經(jīng)過對(duì)壓力臂的優(yōu)化，制動(dòng)盤與摩擦片間接觸壓力與制動(dòng)氣室的提供力之比值增大了約25％。 基于制動(dòng)器工作過程中摩擦熱的生成和摩擦熱在摩擦副之間的分配原理，建立了氣壓盤式制動(dòng)器的熱力學(xué)模型，應(yīng)用以動(dòng)力顯式算法為主的有限元軟件ANSYS/LS-

3、DYNA對(duì)制動(dòng)器的制動(dòng)過程進(jìn)行熱力學(xué)模擬。采用直接熱力耦合的方法分析制動(dòng)器在制動(dòng)過程中的溫度場(chǎng)，考慮了材料的熱膨脹作用對(duì)溫度場(chǎng)的影響。在熱力學(xué)模型中，建立了制動(dòng)盤與摩擦片接觸的摩擦生熱關(guān)系，設(shè)置了隨制動(dòng)盤轉(zhuǎn)速和溫度而變化的摩擦副表面的對(duì)流與輻射散熱系數(shù)，設(shè)置了間隙調(diào)節(jié)器、制動(dòng)鉗分別施加給摩擦片的接觸壓力。通過熱力學(xué)模擬，分析了制動(dòng)器的熱力學(xué)性能，即摩擦副的接觸表面溫度場(chǎng)、軸向截面溫度場(chǎng)及摩擦片內(nèi)部溫度場(chǎng)。在摩擦熱和表面散熱的共同影響下，