圆盘式磁流变制动器磁路多目标优化

为了提高磁流变制动器的制动性能,基于Herscher-Bulkley模型,以磁流变制动器的质量最小、输出制动力矩最大为优化目标,提出了一种基于有限元分析(FEA)和多目标遗传算法(MOGA)的联合优化设计方法。利用该方法获得了磁路结构的Pareto最优解,并采用组合赋权法对Pareto最优解进行选优,得到了制动器最优的磁路结构参数。仿真结果表明:所提出的磁流变制动器磁路多目标优化设计方法是正确有效的,能够获得更加紧凑的磁路结构,并提高磁流变制动器的制动力矩,可作为磁流变制动器设计的参考。     

煤矿井下防爆胶轮车湿式制动器结构优化*

针对胶轮车湿式制动器的碟簧使用中发生的碎裂现象，运用标准GB/T 1972中方法对碟簧进行验算，发现在变负荷作用下的碟簧寿命≤105次，属于有限寿命。在保持制动性能不变情况下，采取增加碟簧厚度的改进方案对碟簧结构进行优化。优化后碟簧的设计循环寿命≥2×106次，达到GB/T 1972标准规定的无限寿命，并与工业制动器JB/T 10917中规定碟簧设计循环寿命一致。     

推土机用离合器式碟簧制动器

采用带式机构的推土机制动器,由于带式机构操纵路径较长,使用过程中出现的故障率较高。采用液压助力方式的推土机制动器,则容易因液压油路出现问题而失效。而我公司产推土机广泛采用离合器式碟簧制动器,以制动离合器取代传统的带式机构,同时以碟簧取代液压助力系统,有效克服了带式机构与液压助力方式制动器的缺点。该种制动器由主动轮毂1、传动内摩擦片2、传动外摩擦片3、从动毂4、离合器压紧盘5、制动内摩擦片6、制动外摩擦片7、制动器壳体8、制动压紧盘9、碟簧10和输出轴11等组成,如附图所示。制动器壳体8与推土机机体固定连接,从动毂4     

应用多体动力学制动器盘片间多柔体建模分析

盘式制动器制动过程分析时,难点在于建立制动盘和摩擦片之间柔性体接触摩擦力,影响制动器性能和可靠性重要因素。根据制动器结构和功能特点,分析制动过程中车轮和制动器的受力情况,结合制动盘片之间正压力和摩擦力实现方法,分析制动器盘片之间柔性体接触摩擦力,采用多体动力学理论建立多柔体分析模型。利用模型对制动过程进行分析,对动摩擦因数、安装误差等影响因素对制动过程对制动性能和振动特性影响,获得制动过程中减速度和角减速度傅里叶变换等参数随时间变化趋势。进行盘式制动器样车测试,并将模型分析结果与试车测试结果进行对比分析,可知模型分析与试车试验结果基本一致,为制动器问题深入研究提供一种可行研究手段和方法。     

矿井提升机液压制动系统的建模与仿真

为了验证矿井提升机液压制动系统设计的准确性，建立矿井提升机液压制动系统的数学模型，利用AMESim软件搭建仿真模型，仿真验证制动器的贴闸油压，分析正常开车和停车时系统的油压、碟簧力、碟簧的变形量和制动正压力，以及一级制动和二级制动时系统的油压。仿真结果符合理论结果和实际运行规律。仿真与理论结合研究矿井提升机液压制动系统的工作原理，加深矿工对该系统的理解，具有指导意义。该方法缩短开发周期，提高系统的可靠性，对矿井提升机液压制动系统设计验证提供一定的参考。     

电磁旋转涡流制动特性分析和力矩模糊控制方法研究

运用理论分析法和有限元计算方法,研究电磁旋转涡流制动器的制动特性。介绍制动器的基本结构与工作原理,并结合磁路分析法与分层理论,推导出制动盘中的涡流密度及涡流损耗公式,解析得到制动力矩的理论公式。结果显示,制动力矩同线圈匝数及励磁电流乘积的平方成正相关,而且受气隙长度、制动盘厚度、电磁材料的磁导率与电导率影响;建立旋转涡流制动器的三维有限元模型,验证了理论结果的有效性,并进一步研究制动器的几何参数与电磁参数对制动特性的影响规律,得到适用于列车紧急制动工况的制动器参数;根据制动特性曲线建立制动器的参数模型,设计了模糊控制器以改善高速区间内列车制动的平稳性。所提出的制动力矩理论推导、制动特性分析及控制器设计方法可以为涡流制动器的总体设计及优化研究提供借鉴。     

商用车鼓式制动器性能试验台的设计与实现

本文采用模块化设计方法研制了一套商用车鼓式制动器性能模拟试验台,可对鼓式制动器进行制动效能试验、热衰退-恢复试验、制动衬片磨损试验及噪声检测,测试其制动扭矩随制动压力、速度等的变化关系.本文主要从试验台总体设计原理、测试平台测控系统设计和试验结果分析三个方面进行了分析.结果表明,本试验台能够满足不同鼓式制动器的性能试验...     

基于有限元技术的汽车盘式制动器性能研究

盘式制动器由于散热性能和制动效能好等优点,被广泛应用于汽车行业中。利用大型AN-SYS有限元平台对汽车盘式制动器进行了应力应变场量数值分析,通过改变制动器设计参数(制动力、摩擦因数、制动片厚度)得到了设计参数与制动性能的影响关系,其结果可为汽车制动器设计提供一定的理论依据和参考。     

基于RBF网络代理模型的磁流变制动器优化设计

磁流变制动器是一种新型线控制动器,由于制动器的制动力矩与磁场强度有关,而磁场强度需要通过ANSYS的仿真分析得到。因此,为了改进制动器的性能、提高优化求解的效率,提出一种基于RBF网络代理模型的磁流变制动器优化设计方法。该方法以最大化制动力矩和最小化制动器重量为目标,采用拉丁超立方采样方法来构建源函数的RBF网络代理模型,运用NSGA-II多目标遗传算法进行优化求解,得到磁流变制动器几何参数的最优解集。结果表明,所提出的方法不仅保证了计算精度,而且还可大大提高优化求解的效率,较好地解决了磁流变制动器多目标优化设计问题,对其它复杂机电产品的优化设计也具有借鉴作用。     

基于SVM的电梯制动器静态制动力矩估算方法研究

针对电梯制动器静态制动力矩估算问题,对电梯制动器的动态制动性能与静态制动性能分别进行了研究,利用电梯制动器试验台测试制动器的制动性能,根据实验测试结果提出了一种基于支持向量机的电梯制动器静态制动力矩估算方法,将利用制动器动态制动性能实验得到的制动初始速度与制动过程的平均制动力矩作为估算算法训练数据的输入值,将相同制动器对应的静态制动力矩作为估算算法训练数据的输出值,经过支持向量机算法训练得到估算模型,采用网格搜索法进一步优化估算模型。最后,通过制动实验进一步采集制动性能数据作为验证数据。实验结果显示,电梯制动器的动态制动性能与制动初始速度有关。交叉验证的结果表明,基于SVM的电梯制动器静态制动力矩估算方法能够便捷准确地根据电梯制动器的动态数据估算出静态制动性能。     

磁流变制动器的参数设计和制动力矩分析

对双盘式磁流变制动器的结构进行了参数设计,并利用MATLAB软件对其制动力矩进行仿真分析,结果证明所设计的双盘式磁流变制动器结构可以满足车辆制动的需求。利用SIMULINK仿真工具箱建立了仿真模型,分析了励磁电流和结构参数对磁流变制动器制动性能的影响。对磁流变制动器的结构参数进行了优化设计,得出了更加合理的制动器结构,为双盘式磁流变制动器的设计提供理论参考。     

大功率风电制动器制动稳定性研究

风电制动器是大功率风力发电机组制动系统中不可或缺的配套装置,其制动稳定性直接影响到风机制动系统的正常运行.基于风电制动器刚柔耦合动力学模型,仿真分析了不同初始制动转速、制动力、制动盘-闸片摩擦系数下大功率风电制动器的振动特性.根据影响振动的两个主要因素——加速度变化率和振动动能,得出风电制动器制动稳定性判定方法,并利用该方法对制动器制动稳定性进行了研究.通过风电制动器惯性试验台的试验结果,验证了所建立的风电制动器刚柔耦合模型的准确性,进而间接验证了制动稳定性判定结果的准确性.该研究为大功率风电制动器设计、制动参数匹配优化及制动可靠性分析提供参考.     

基于逆向工程建模技术和有限元法的汽车盘式制动器NVH特性研究与优化

以某型盘式制动器为研究对象,采用仿真分析与实验相结合的研究方法针对汽车盘式制动器噪声问题进行研究。基于三维扫描技术,通过利用handyscan设备,获得制动器卡钳体点云数据,并在Catia及Solidworks中进行拟合处理建立准确的盘式制动器三维模型。在对盘式制动器NVH特性研究分析过程中,采用具有三层结构设计的刹车片,通过改变刹车片材料中粘弹性成分及刹车片参数的方法进行盘式制动器NVH性能优化。首先针对制动器各子结构的三维模型进行模态分析,获得可能发生制动尖叫的模态频率及振型,并通过F.R.F共振频率测试仪和激光测振仪等实验,验证了有限元模态分析所得结果的正确性,Dyno台架试验结果以用来验证仿真结果预测的准确性与可信度。实验结果证明,优化后刹车片能够提高汽车盘式制动器NVH性能,制动噪声得到降低。     

摩托车制动器试验台电模拟惯量的研究

对电惯量模拟方法进行了深入分析,通过对制动过程中制动力矩的分析,给出了电机在制动器制动时输出的力矩与模拟惯量的关系.采用机械模拟和电模拟相结合的方法设计开发了摩托车制动器试验台,实现制动器台架试验时对当量惯量的模拟.试验表明:采用电惯量模拟后,系统的性能明显优于采用大量飞轮的机械惯量制动器试验台,提高了试验台的自动化程度.     

基于ADAMS和Simulink的自动扶梯附加制动器联合仿真

当前自动扶梯附加制动器试验只能在现场整梯上进行,为了提高制动试验的便利性,降低实验成本,设计了一种附加制动器试验台,利用虚拟样机技术,对实际工况下的制动试验进行模拟并验证其可靠性。通过三维软件CATIA建立附加制动器试验台三维实体模型;然后,利用多体动力学仿真软件ADAMS建立试验台的动力学模型,并进行制动器运动学和动力学仿真;基于此,在Simulink中搭建试验台控制系统,通过Adams Controls模块将动力学模型与控制系统模型组合建立联合仿真系统。根据自动扶梯制动工况条件,对其进行制动试验仿真,结果表明,该模型的计算结果与理论值较为一致,验证了试验台联合仿真模型的可靠性,其中不同工况条件下的仿真试验数据可用于改进试验台的结构设计。该研究成果可为附加制动器试验提供了高效可行的方法。     

基于Modelica的磁流变制动器多领域建模与仿真

针对磁流变制动器的多领域耦合建模问题,对磁流变制动器的工作原理和多领域模型的构建进行了研究。基于Modelica/MWorks平台,采用多领域统一建模方法,建立了磁流变制动器的多领域统一模型。分析了结构参数、磁路参数、材料特性、工作间隙、转轴转速和励磁电流等因素对制动性能的影响,并对磁流变制动器在不同参数下的制动性能进行了仿真;同时,设计并制造了一款用于微型汽车的单盘式磁流变制动器,搭建了制动器性能测试平台,将实验结果与仿真结果进行了比较,两者基本吻合。研究结果表明,用多领域统一建模的方法构建的磁流变制动器模型具有较高的精确性,该建模仿真方法为磁流变制动器后续的优化设计及产品开发奠定了基础,对其他磁流变装置的研究开发也具有借鉴作用。     

基于接触摩擦模型汽车盘式制动器场分布分析

汽车制动器制动过程中温度场、应力场等相互耦合,对系统的可靠性具有重要影响。针对应广泛的盘式制动器开展研究,根据制动原理,对影响会制动的关键参数进行分析,并根据车型参数进行验证。采用接触摩擦模型,对制动器的盘、片的热力耦合特性进行分析,建立数学模型,并采用ABAQUS建立仿真模型。选取紧急制动工况,设置制动初速度,获取各种特性参数场的分布规律,并对热力耦合特性进行分析;搭建盘式制动器性能分析台架,选取相同的紧急制动参数,获取整个制动规程中温度变化规律。结果可知：制动盘片接触的过程为非均匀接触,峰值压力为27.47MPa,最高接触应力为123.2MPa,均满足材料强度的使用要求;试验测试结果最高温度为562℃,出现在整个制动过程的结束前0.9s;仿真与试验测试温度变化趋势一致,且误差小于5%,表明摩擦接触模型分析结果是可靠的,为此类研究提供参考。     

汽车变速箱试验台惯量飞轮制动机构的设计

针对具有大惯量飞轮的变速箱综合性能试验中制动系统的重要性,提出了从惯量飞轮制动系统的结构设计、制动器类型选取到惯量飞轮制动系统核心参数(制动力、制动时间、制动盘直径等)确定的一整套方法。并且将理论计算及实际测试结果进行对比,通过对比试验数据的验证,为汽车变速箱试验台惯量飞轮制动机构的设计提供了参考方法。     

电磁圆盘式制动器的校核计算

介绍了一种电磁圆盘式制动器的组成、工作原理,结合实例给出了电磁圆盘式制动器制动力矩和制动弹簧的校核计算方法。考虑到动态制动力矩是制动器的核心参数,利用制动电机动态力矩试验台对电磁圆盘式制动器的动态制动力矩进行验证测试,实测结果证明了方法的有效性。     

铸造起重机主起升机构紧急制动器动态制动研究

阐述了铸造起重机主起升机构紧急制动器和工作制动器制动时间及相关参数的试验方法，且通过对试验结果分析探讨了紧急制动器安全制动应具备的条件。