基于ANSYS-PDS制动盘几何尺寸对频率影响的灵敏性分析

将制动盘主要几何尺寸与频率之间的关系作为研究对象,探索制动盘主要尺寸影响频率的灵敏度值。在ANSYS-PDS模块中,将制动盘的几何尺寸作为可靠性分析的随机输入参数,频率作为随机输出参数,用蒙特卡罗法进行概率分析,得出各几何参数对频率影响的灵敏度图,在灵敏度图中可以直观看出各设计参数对频率的影响程度。该分析结果为制动盘结构设计及优化提供了一定的参考。     

通风制动盘结构参数对制动抖动的敏感性

针对某通风制动盘制动抖动情况,采用正交试验设计方法,得到了通风制动盘各结构参数的最优水平组合。采用有限元法模拟制动盘15次循环制动,对比分析优化前后制动盘的热变形差异,得到各结构参数对制动盘热变形影响的敏感性,并利用台架试验验证了仿真分析的有效性。结果表明:通风制动盘各结构参数对制动抖动的影响敏感性由高到低顺序为盘厚、盘帽高度、颈部角度、制动盘外径、制动盘内径、颈部半径;盘厚、盘帽高度、颈部角度越大且制动盘外径及制动盘内径越小,制动抖动越小。     

制动力矩波动台架试验研究

为了深入研究制动抖动的发生机理,在整车道路试验的基础上,针对某轿车的制动抖动现象进行了台架试验研究,详细考察制动抖动的根源——制动力矩波动的特征及其影响因素。试验研究表明,制动过程中制动力矩均值及其波动值逐渐增大。制动盘厚薄差(DTV)是引起制动力矩波动的主要原因,制动盘的端面跳动(SRO)对制动力矩波动的影响较小,温度升高对制动力矩波动的影响具有两重性,制动压力对制动力矩波动影响不明显。     

制动引起方向盘抖动的分析

针对制动引起方向盘抖动的故障展开分析,通过故障现象分析,车辆的故障现象属于高速下的冷态抖动,与制动盘的端面跳动及厚薄差超差相关。通过鱼刺图进一步分析DTV增长的原因,最终确定此制动抖动是与车轮压紧制动盘的平面度超差及制动卡钳盘片间隙相关。通过更换合格的车轮和回位值偏大的卡钳,并进行了验证,制动抖动现象消失。结合故障抖动车的分析,得出一套有效的制动抖动的分析流程。     

制动测功器模型预测由于制动盘厚度改变制动转矩的变化

本研究推荐制动系统测功器数学模型用来鉴定制动转矩的变化(BTV),并确定动态试验和仿真间的相互关系,介绍了衬垫和盘之间简单模拟,作为点接触元件以及在时间范围内瞬态响应分析。该模型指出BTV的总量与衬垫刚度,摩擦系数,制动盘厚度变化和制动衬垫的有效半径成线性正比例,采用-制动测力器和附加的材料试验进行证实分析模型,动态试验表明所推荐的模型对预测-制动系统BTV具有合理的精确度。     

列车制动盘试验测试与数值模拟的温度偏差分析

为准确获取制动过程中制动盘的温度来评价制动盘的寿命,针对动车组闸片与制动盘构成的摩擦副,采用1∶1列车制动试验台,分别采用红外热像仪和热电偶测试制动初速度为80～250 km/h条件下制动盘的温度;同时运用有限元软件ADINA,模拟制动过程中制动盘温度场的变化情况。结果表明:数值模拟结果与试验测试结果存在一定的偏差,其中红外热像仪所测盘面温度与模拟所得温度最为接近,两者的接近程度与制动过程有关,在制动中后期,2种方法所得盘面温度偏差变小;热电偶测得的盘面平均温度小于模拟计算温度,其偏差程度随制动压力和制动初速度的增大而增大;造成测试结果与数值模拟温度不一致的主要原因在于实际制动过程中存在摩擦副之间的压力分布不均匀问题。     

汽车制动盘材料的优化

随着汽车工业的发展,人们对汽车的舒适性和安全性要求越来越高。为了保证行车安全,制动系统的性能及可靠性显得尤为重要。盘式制动器（见图1）以散热性好、制动效能稳定、抗水衰退性好和易维修等优点,成为当前汽车的主流配置。     

对流系数及制动方式对制动盘表面温度的影响

运用ANSYS建立盘式制动器热传导的有限元模型,分析对流系数以及制动方式对制动盘表面温度的影响。结果表明:对流系数对制动过程中制动盘表面的最高温度的影响很小,对流换热主要在制动结束后的冷却过程中起作用;不同的制动方式将会产生不同的温度分布,在制动接触时间相同的情况下,点刹制动利于表面温度的降低,尤其是制动接触时间较短时温度降低效果显著。     

通风盘式制动器尖叫噪声影响因素分析

为进一步了解制动器尖叫噪声影响因素和发生机理,通过Pro/E软件建立了通风盘式制动器三维实体模型,考虑磨损粒子作用因素,引入简谐激励,运用有限元软件ANSYS Workbench通过预应力模态分析与谐响应分析相结合方法进行研究,得出如下结论:盘-销系统谐响应的峰值不唯一,尖叫噪声发生在多个频率下;随着阻尼比增加,最大响应振幅明显减小、频率小幅增加;制动压力与振幅成正比例关系而对响应频率没有影响。研究结论可为进一步优化制动器设计、降低噪声污染起到指导和帮助作用。     

影响制动效能因素浅析

影响汽车制动效能的因素主要有驾驶人、车辆设计、环境三方面,这三个方面相互作用,相互影响,从这三个方面对汽车制动效果的影响进行了简单分析。     

汽车制动器制动热应力及温度场分析

以热分析理论为基础,建立了汽车盘式制动器"热-固"耦合模型。在此基础上,模拟分析了循环制动工况下,制动盘的瞬态温度场分布及热应力结果,提出了制动盘的优化改进方向。     

盘形制动系统的摩擦振动分析

分析盘形制动系统的颤振现象,对盘形制动系统建立了单自由度的动力学模型。通过解析法研究了闸片的颤振现象。结果表明,当制动盘速度较大时,平衡点是渐进稳定的;当制动盘速度减小,发生失稳现象,系统最终出现纯滑动极限环或者粘滑极限环的现象。     

影响装载机盘式制动器微泄漏因素研究

通过对装载机盘式制动器作用机理分析,提出了静密封的观点,建立了泄漏物理模型,并用该模型对装载机某型号盘式制动器影响微泄漏的因素进行了分析,得出环型密封槽的轴线与主缸轴线之间的偏心量是影响泄漏量的关键因素,同时通过计算所得的极限泄漏量与气密性试验台采用的极限泄漏量相符,证明所建立的泄漏物理模型是合理的.     

带式输送机盘式制动器的仿真分析

为进一步提升带式输送机盘式制动装置的制动性能和安全性,在研究盘式制动装置组成及工作原理的基础上,基于电液比例控制技术对原液压制动控制系统进行改进,并结合相关理论基础完成动力元件(液压泵、电动机)以及辅助元件(蓄能器、管路)的选型.最终,基于AMESim软件对改进液压制动系统的制动性能进行仿真分析,并取得理想结果.     

基于ANSYS的制动盘模态分析

制动盘作为盘式制动器的关键部件,在制动过程中发生的振动对其工作性能有较大的影响,为了准确把握其振动性能特性,采用有限元方法建立制动盘部件有限元模型,并对其进行自由模态分析和约束模态分析,研究得到了制动盘前六阶固有频率和振型,并确定了制动盘的薄弱模态,研究结果为制动盘的选材和设计提供了一定的理论参考。     

盘式制动系统参数对制动颤振的影响分析

为了研究盘式制动系统参数对制动颤振的影响,建立了二自由度的动力学模型,利用Matlab进行数值仿真,分别研究了制动初速度、制动压力、阻尼和刚度等因素对制动系统动力学特性的影响。根据得到的位移曲线和相图可以看出:随着制动初速度的增大,系统黏滞阶段持续时间减少,并逐渐进入稳定运动状态;制动压力相对较小时,制动系统处于稳定状态,随着制动压力的增大,摩擦片和制动盘的振动幅值也随之增大,振动强度变大;在阻尼增大的过程中,摩擦片和制动盘均由起初的纯滑动运动状态进入稳定运动状态,且达到稳定运动状态的时间也逐渐缩短;摩擦片在相对较小的制动刚度下即可达到稳定状态,而制动盘则需要有较大的刚度才能达到稳定状态。     

摩擦块形状对制动盘摩擦温度及热应力分布的影响

列车制动产生的摩擦热在制动盘表面的分布与闸片结构密切相关,并影响到制动盘的耐热疲劳程度.基于实际应用的圆形、六边形、三角形3种形状摩擦块的制动闸片,利用有限元分析软件ABAQUS,模拟制动时制动盘的温度及热应力分布情况.结果显示:制动盘摩擦表面温度及热应力呈环形带状分布,沿周向变化不明显,在径向上分布的均匀程度差异较大;其变化程度与摩擦块形状和位置有关,摩擦块为圆形时,盘面的温差和热应力最小,摩擦块为三角形时,盘面的温差和热应力最大;摩擦块的位置分布影响到摩擦副接触弧长度,接触弧长度增加,对应的摩擦环带温度升高;各环带对应的接触弧长度偏差越小,制动盘温度越低,分布也越均匀.