刹车制动系统形状优化的基频研究

为改善刹车制动系统的动态特性。依据动力学原理推导盘式刹车片的固有频率解析式,运用OptiStruct对不同材料属性的盘式刹车片进行模态分析并验证理论解析的正确性,确定制动系统中最佳的材料。基于HyperMorph对盘式制动盘进行预变形定义并作为形状优化的设计变量,通过OptiStruct优化求解器计算盘式制动盘的最佳结构形状和设计变量灵敏度。它大大提高了盘式制动盘的低阶固有频率且灵敏度分析可给出优化过程中对优化结果影响最大的设计变量并进行针对性的改进。该方法对提高刹车制动系统的性能、降低制动噪音和减小振动有着非常重要的意义。     

盘式制动器复模态摩擦耦合制动稳定性分析

为研究影响汽车制动噪声的因素,以通风盘式制动器为研究对象,应用有限元软件ABAQUS,建立制动尖叫有限元模型,通过自由模态试验及制动尖叫台架试验验证了模型正确性,进行复特征值分析和自由模态分析,探讨系统部件自由模态与摩擦耦合模态的关系,摩擦系数及制动系统关键部件刹车盘刹车片的弹性模量对制动稳定性的影响,结果显示在摩擦耦合作用下,系统中固有频率接近的部件产生模态耦合,导致系统不稳定振动;系统摩擦系数越大,摩擦耦合程度也越大,系统不稳定性越大,但主振频率不变;刹车盘和刹车片弹性模量增大分别起到增强和削弱摩擦耦合对系统不稳定性的影响。     

新型复合材料盘式刹车片的模态研究

刹车片的固有频率对盘式制动器的减振降噪研究有着重要意义.对新型复合材料盘式刹车片和半金属盘式刹车片进行了自由模态和约束模态的对比分析,得到了固有频率等模态参数.从模态分析结果可以看出,在无约束和有约束两种情况下新型复合材料刹车片的固有频率均高于半金属刹车片,半金属刹车片的前四阶约束模态可能与制动噪声有关,而新型复合材料刹车片只有第一阶约束模态可能与制动噪声有关.新型摩擦材料具有高的比模量,材料性能明显优于半金属摩擦材料.     

基于LS-DYNA的航空机轮刹车瞬态动力学分析

为考虑刹车盘接触对之间的摩擦特性对刹车过程的影响,采用CATIA建立某型机轮刹车盘的三维实体模型,经简化后获得其有限元模型;利用ANSYS/LS-DYNA显示动力学分析软件,对刹车盘进行瞬态动力学分析,得到了动盘表面节点轴向振动曲线和刹车过程中刹车片的应力分布情况。     

盘式刹车片的固有频率分析

对盘式刹车片的固有频率进行理论分析,并通过半金属刹车片和新型刹车片的计算实例对理论分析结果进行验证。从分析结果可以看出,摩擦材料的比模量对刹车片固有频率有重要影响,摩擦材料的比模量越高,盘式刹车片的各阶固有频率就越高。     

飞机刹车副的三维瞬态温度场和热应力仿真分析

飞机的刹车装置是利用摩擦产生制动将高速运动的动能转换成热能,产生的高温使摩擦材料的物理、化学性质发生变化,由于较大的温度梯度的出现使刹车盘上存在非常大的热应力,使刹车系统的安全性能受到威胁,所以对刹车盘瞬态温度场和由此产生的热应力进行计算就显得非常必要。针对飞机刹车盘瞬态温度场和热应力仿真建立了有限元模型,有限元网格划分采用六面体结构。对刹车过程进行了理论分析与计算,并运用MSC PATRAN/MARC软件对其进行了仿真计算。刹车副的最高温度为1 020℃,与刹车副温度场的经验值基本吻合,在以温度场和刹车副的位移约束为边界条件计算得到刹车副的热应力。热应力的分布特点和温度梯度是一致的,所以热应力的计算结果是合理可行的,可以应用于飞机刹车盘设计过程中。     

基于飞机刹车振动问题的研究

对航空机轮刹车振动类型进行研究,分析航空机轮振动的原因,提出通过改进刹车材料摩擦特性,采用某种构型的刹车盘结构,改进刹车壳体结构设计,增加液压阻尼,采用减振垫和增加外部阻尼系统等措施解决航空机轮的过度振动.     

风力发电机刹车元件摩擦系数测量装置的研制

风力发电机刹车装置的刹车盘与刹车片的摩擦系数直接影响到刹车效率和刹车片的使用寿命。基于我国风力发电机的设计、制造现状和风力发电机的特殊工况,设计研制球盘式摩擦系数测量装置。该装置利用力矩平衡原理间接测量摩擦力。采用高灵敏度传感器采集平衡摩擦力、压紧力、相对滑动速度,并通过数据采集卡、计算机等硬件搭建基于虚拟仪器技术的测试系统,LabVIEW软件开发数据采集分析系统实现信号的数据采集、数据预处理、波形信息分析,得出摩擦系数在各影响因素下的变化情况,从而对刹车材料的摩擦性能进行分析,明确材料的性质,为估算出风力发电机刹车元件的寿命、风力发电机的设计提供依据。     

石油钻机盘式刹车副材料的摩擦磨损性能研究

为提高深井石油钻机盘式刹车副的摩擦学性能和使用寿命,研制开发了新型刹车盘表面堆焊材料和无石棉刹车块摩擦材料,并通过变温摩擦磨损性能实验,研究了刹车副的摩擦学性能。研究表明,刹车副具有良好的变温摩擦特性和高温抗热衰退性能,高温下的摩擦因数比较稳定;刹车块和刹车盘的磨损率均随温度的升高而增大,但刹车盘表现出相对稳定的耐磨性能。载荷对刹车副的摩擦因数影响不大,变化比较平稳;刹车块和刹车盘的磨损率均随载荷的增大而增大,但刹车块表现出相对稳定的耐磨性。刹车副的摩擦因数随滑动速度的增加而增大,并趋向平稳;但速度对刹车块和刹车盘的磨损率影响不大,变化相对稳定。研制的刹车副材料能够满足石油矿场钻机作业的要求。     

某危险品运输车制动器设计及瞬态传热分析

设计了一种具有侧面通风孔和表面通风孔的危险品运输车刹车盘机构,建立了其三维瞬态传热模型。利用有限元方法对模型进行了求解,分析了刹车盘与刹车片接触面以及表面各点温度随时间变化的情况,分析了接触面产热情况和刹车盘外表面散热情况,比较了刹车盘通风孔对刹车盘表面温度变化以及产热散热情况的影响。发现在刹车盘设计通风孔之后接触面中心温度降低40℃,同时散热速度增快。设计的通风孔刹车盘结构有利于其质量的减小,加快了制动时热量与外界的交换。分析方法和结果可为刹车盘开通风孔设计时关键参数选取提供一定的依据。