通风盘式制动器制动盘的寿命预测分析

制动器是汽车制动系统的核心部件,在实际制动过程中,制动盘会产生比机械应力大很多的热应力。制动盘承受的由压应力、拉应力及摩擦导致的热应力组成的交变载荷,它们的共同作用会使制动盘表面产生裂纹,当裂纹扩展到一定程度后．可能导致整个制动盘断裂失效。制动盘的疲劳试验难度较大且需要大量的时间,因此应用数值模拟方法进行仿真分析并预测其使用寿命是非常必要的。以某型通风盘式制动器为例,在应用非线性有限元方法对制动过程进行热一力耦合分析结果的基础上．根据Malison—Coffin公式预测制动盘的热疲劳寿命．并分析制动初速度和制动压力对制动盘使用寿命的影响。     

通风盘式制动器热抖动现象仿真分析

制动器是汽车制动系统的核心部件,以目前轿车上普遍采用的通风盘式制动器为例,应用非线性有限元软件Abaqus建立制动器摩擦接触的热—机耦合的有限元模型,模拟紧急制动时制动盘由于热力耦合引起的热抖动现象。仿真结果表明制动过程中温度场和应力场是相互耦合的,并且呈周期性波动,频率和制动盘的转动频率是一致的,制动过程中形成的一个时变的移动热载荷和对流换热的共同作用是温度场和应力场波动的主要原因。不均匀分布的热应力引起制动盘产生向盘毂内侧翘曲和厚度变化的热变形,并由此导致接触状态和接触压力发生变化,引起制动时的热抖动。     

基于代理模型的通风盘式制动器制动盘结构优化设计

该文提出一种基于代理模型的复杂结构优化设计方法,并用于通风盘式制动器制动盘结构优化设计。提出的优化设计方法集成了CAE分析、实验设计、代理模型构造及非线性优化几部分,实验设计采用拉丁超立方抽样策略,代理模型选用改进的响应面模型,非线性优化算法采用序列二次规划算法。为了解决传统的响应面模型部分预测值与实验值误差较大问题,改进方法认为只有能够确保在每一个抽样点处的预测值与试验值的相对误差均在一定范围内的响应面模型才是一个可行的模型。在保证制动盘质量不变情况下,以寿命最大化为目标,应用设计的集成优化方法对制动盘进行优化设计,优化设计结果较好,其中制动盘疲劳寿命根据Coffin-Manson方法预测,制动过程中制动盘表面最大热应力及最高温度通过热机耦合的有限元模拟紧急制动过程获得。优化结果表明该文提出的方法是一种有效的复杂结构的优化设计方法。