汽车制动盘温度场瞬态分析方法的研究.pdf

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1、汽车制动盘温度场瞬态分析方法的研究朱晴陈群史亨波(中国第一汽车股份有限公司技术中心，长春130011)【摘要】针对汽车制动盘在整车热容量工况下温度变化的问题。建立运用starccm+软件与RadThe咖软件耦合的制动盘温度场瞬态仿真计算分析方法，其计算结果与供应商计算结果对比误差在合理范围内，说明该计算方法合理可行。运用该方法对4种不同结构制动盘的温度场进行计算对比分析，得出方案2结构最优，该计算方法为制动盘的设计与选型提供依据。主题词：制动盘温度场瞬态分析中图分类号：U463．51文献标识码：A文章编号：1000一3703(2016)06—0001—04ResearchonTrans

2、ientAnalysisMethodofTemperatureFieldofVehicIeBrakeDisczhuQing，ChenQun，ShiHengbo(ChinaFAwCo．，Ltd．R&DCenter，Changchun130011)【Abstract】Forthetemperaturevariationofthevehiclebrakediscundertheheatcapacityoperation，weestablishthetemperaturefieldtransientsimulationanalysismethodofbrakediscbysoftwareSta

3、rccm+andRadTherIllcoupling，andtheerrorofthecalculationresultscomparedwiththatofthesupplierfallsintoareasonablemnge，whichindicatesthatt}lecalculationmethodisreasonableandfeasible．’remperaturefieldoffourdiff色rentkindsofbrakediscsarecalculated，comparedandanalyzedbythismethodanditisconcludedthatsolu

4、tion2isthebestone．ThismethodcanproVideareliablebasisforthedesignandselec“onofthebrakedisc．Keywords：Brakedisc，Temperature6eld，Tm吣ientanalysis1前言汽车制动器的制动过程是将运动部件的动能转化成热能并耗散，对制动器摩擦副温度进行试验测试，其测量结果的准确性往往依赖于传感器布置的数量，同时还不能获得摩擦副任意点处的温度值变化，使得仅通过试验研究方法实现对汽车制动器散热性机理的精确研究变得困难，因此运用仿真计算手段对制动器摩擦表面的温度场分析有着重大意义。

5、机械摩擦式制动器可分为鼓式、盘式两种类型，本文车型所用为盘式制动器，其摩擦副旋转元件为制动盘【-，。目前制动盘温度场瞬态计算方法主要采用有限元软件对局部制动盘进行计算分析，过程复杂且耗时较长，不适合在设计初期工程中应用。针对以上情况，本文对一种新的计算方法进行研究，该方法首先运用Starccm+软件对制动盘进行稳态流动计算，得出制动盘2016年第6期表面换热系数，然后将其作为边界条件输入到Rad．The珊软件中再对制动盘温度场进行瞬态仿真计算。2稳态计算分析2．1三维计算模型轮腔的气流流场很复杂，而制动盘位于轮腔之中，其散热性受到车身结构的影响。整车模型情况下对制动盘的散热性进行分析具

6、有实际的工程意义。本文的制动盘计算基于整车模型进行，整车模型包括整车车身、发动机、变速器、冷却模块、制动转向系统、底盘和进排气系统等影响前舱和底盘处气体流动的关键零件，模型如图1所示。由于气体在汽车发动机舱内的流动受到外流场的影响，因此采用适用于外流场的计算域。为了提高计算精度，确保计算稳定和加快计算收敛，依据流场在各区域变化程度的不同，对体网格按区域进行不同程度的细化，并将整车生成边界层，使用Starccm+中Trim网格形式生一1一·设计开发·■■■——●—_：●—————————————————————————————————————————————————一．一成体网格，数量为

7、l200万，如图2所示。k≥一图2整车M格模型制动盘三维模型见图3所示。为了提高计算精度，将轮辋与制动盘做成一个旋转域模型，如图4所示。整个轮胎结构包括轮胎、轮辋、轮毂、转向节和挡尘盘等，模型见图5。图3制动盘模型图4制动盘与轮辋旋转域示意图5轮胎与旋转域示意2．2边界条件设定计算域入口采用速度入口，为100kr—1／h；出口采用压力出口，为标准大气压。换热器包括高温散热器、冷凝器、低温散热器，采用多孔介质模型来模拟气流在其厚度方向的压力降，阻