制动盘制动过程的热-机耦合仿真.pdf

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1、InternalCombustionEngine&Parts·7·制动盘制动过程的热-机耦合仿真程二明（中车长春轨道客车股份有限公司，长春130000）摘要:在对制动盘的结构特点进行充分考虑后，计算应力过程中对制动盘施加的对称性约束，然后在此基础上建立以制动盘、盘毂和闸片为主的三体接触弹塑性热机耦合模型，这样能够实现制动盘和闸片的相对运动。而对该模型的结果进行比较后，能够证明建立的耦合模型对制动盘在运行过程中的温度场和应力应变场的分布情况进行真实记录，保证了模拟的结果和测试结果的一致性。能够完成温度场和应力场的直接耦合的目的。关键词:制动盘；直接耦合；弹塑性热一机耦合1建立

2、弹塑性热-机耦合模型在建立耦合模型时，主要使用的是MSC.Marc软件进行的，建立的弹塑性热机耦合模型是一种直接耦合模型，在建立模型的过程中对制动盘与闸片的接触特征都有充分考虑，借助两者之间的摩擦进行可以进行能量转换，能够保证温度场和位移场的相互作用，从而完成将温度场和应力场进行直接耦合的目标。因为制动盘的结构和载荷的对称性特点，因此，在建立模型是只取一半进行有限元计算模型仿真。这样可以将制动盘、闸片以及盘毂和压圈的多体接触模型简化成闸片、制动盘和盘毂之间的三体接触模型。在建立模型时，对图1制动盘红外线瞬时成像闸片采用的边界条件必须确保制动闸片的移动方向是向料对应的最大强度

3、值是230MPa，所以，制动盘可能会出现制动盘移动的；而对制动盘进行控制时则要保证制动盘的开裂现象。通过对最大应力值的位置和实际制动盘制动后转动方向只能围绕轴心进行。在计算前要对接触体进行定的照片进行对比，可以得出该模型的最大应力值的位置和义，将不涉及的接触点进行排除，这样才能尽可能地减少制动盘实际制动中出现裂纹的位置一致。根据以上的计算计算时间。另外，还要保证对材料的弹塑性性能参数进行验证对比分析，能够得出此次模型建立的结论：建立的弹准确输入，保证计算结果的准确性。塑性热—机耦合模型的计算结果对制动盘的实际制动过建立的弹塑性热机耦合模型的条件如下所示：①在制程中的温度场和

4、应力场的分布规律进行真实反映。动盘制动过程中，摩擦阻力保持不变；②对盘片摩擦产生3制动盘热斑分析的热能和材料的磨损影响忽略不计；③制动盘和闸片在接在建立模型时，已经对制动盘与闸片的接触特征进行触区内的表面温度相同；④对制动盘制动过程中的导热系充分考虑，因此，在制动过程中能够对制动盘接触面中的数、热膨胀系数、比热容等的变化情况进行考虑，设定数值摩擦面热损伤现象进行真实反映。制动盘摩擦面上的热斑随温度变化，而制动过程中的密度不变；⑤借助对制动盘的最大特点是局部颜色和其他部位颜色不同热斑，主要是不同部位施加不同的对流换热系数模拟仿效流场和辐射由制动盘的表面局部过热造成材料损伤导致

5、的。场对制动过程的影响；⑥对弹塑性热机耦合的温度场和位4结语移场进行直接耦合。综上所述，对制动盘制动过程中的热—机耦合进行仿2对建立的模型的计算结果进行验证真实验后，可以得出以下结论：第一，对制动盘在制动过程2.1弹塑性热机耦合模型的温度场计算验证中的局部温度场和应力场进行分析时，必须对材料的热传制动盘在190km／h的初速度下进行的1:1动力台架导性有充分考虑，尤其是对材料的热传导的瞬态过程和塑的紧急试验的条件如图1所示。性变化的影响要格外注意，然后才能进行弹塑性热机耦合在此次紧急试验中，能够对制动盘制动过程中的温度的计算；第二，弹塑性热机耦合模型的计算结果经过验证场和实

6、测温度场的计算进行比较分析。SiCp／A356制动盘后是准确的，建立的仿真模型可以对制动盘制动过程中的和合金钢制动盘在模拟中的温升是260℃，而实际试验中不均匀受热变形的特征进行分析；最后，制动盘表面出现的温升是282℃。而使用红外线的瞬时温度成像系统可以的热斑是制动盘表面的高温度区域的不均匀造成的。对制动盘的温度场成像进行对比，能够得出制动盘的热—参考文献:机耦合模拟的温度场和实际试验的温度场十分相近。［1］方明刚，杜利清.制动盘热机械耦合仿真系统的开发［J］.铁2.2弹塑性热机耦合模型的应力场计算验证道机车车辆，2014.在制动盘制动过程中应力值最大是220MPa，出现

7、在［2］吾甫尔·艾山，百合提努尔.汽车制动器热机械特性研究［J］.摩擦面的内侧，此时对应的温度是150℃，而这种温度材中国西部科技，2015.