混合式制动卡钳的强度与疲劳寿命分析.pdf

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1、第25卷第2期天津职业技术师范大学学报Vo1．25No．22015年6月JOURNALOFTIANJINUNIVERSITYOFTECHNOL0GYANDEDUCATIONJun．2015混合式制动卡钳的强度与疲劳寿命分析李维涛，方沂，徐征，王亲敏，王旭龙(天津职业技术师范大学汽车与交通学院，天津300222)摘要：对混合制动式系统中卡钳的受力情况进行了理论分析，基于ABAQUS软件建立了卡钳的有限元模型，得到卡钳在实际工作状态下的薄弱环节，并结合卡钳的使用环境及材料特性分析了卡钳的疲劳性能，为制动卡钳的结构设计提供理论依据。关键词：卡钳；执行机构；静力学；有限元方法；疲劳寿命中图

2、分类号：U463．5文献标识码：A文章编号：2095—0926(2o15)02—0027—04AnalysisofstrengthandfatiguelifeforthecompositebrakecalipersLIWei—tao，FANGYi，XUZheng，WANGQin-min，WANGXu—long(SchoolofAutomotiveandTransportation，TianjinUniversityofTechnologyandEducation，Tianjin300222，China)Abstract：Thetheoreticalanalysisofthecali

3、perbrakesystemforhybridforceismadeinthispaper．ThemodelofcalipersinthefiniteelementmodelbasedonABAQUSsoftwareisestablished，andtheweaklinkofthecaliperintheactualwork-ingstateisobtained．Thefatigueperformanceofcalipersisanalyzedwiththeenvironmentforuseandthecharacteristicsofthematerials，SOastoprov

4、ideatheoreticalbasisforthestructuredesignofthebrakecaliper．Keywords：caliper；actuator；statics；finiteelementmethod；fatiguelife汽车的制动系统按能量的传递方式可分为机械卡钳的强度和疲劳性能进行分析。式、液压式、气压式和电控式等，而混合式制动系统是一种全新的制动理念，其基本特点是将电子控制与其1静态夹紧力的力学建模和理论计算他传统制动形式相结合。其中电控机械式制动是以电能作为能量来源，由电子系统进行控制、新型机械结1．1传动机构夹紧力的理论计算构进行动力传递的一种集

5、成化机电系统。电控机械式传动机构物理模型如图1所示。传动机构包括带执行机构主要包括电机、传动装置、间隙调节机构、制传动、行星齿轮传动和丝杠传动。整个传动机构的动动卡钳等，传动部分又分为运动转化机构和减速增力力来源是电机，由于制动系统工作状态的特殊性，电机构l】1。由电子控制单元发出制动信号，驱动电机转机主要在堵转工况下工作。动，通过减速增力机构使电机输出的力矩放大，再通减速增力机构采用双排行星齿轮来传递动力，其过运动转化机构把旋转运动转化为直线运动，使制动结构简图如图2所示。运动转化机构采用滑动丝杠将卡钳夹紧制动盘[21，同时需要完成制动间隙的自动调旋转运动转化为直线运动。传动机构

6、的相关参数如表节。在整个工作过程中，制动卡钳主要承受通过摩擦1所示。片传递过来的轴向正压力，使卡钳产生应力和变形。电机通过皮带传动的传动比为：变形对制动效果产生影响，从而对整个制动系统造成i1==46／153．07损害，直接威胁到车辆的行车安全【。针对此问题，本文行星齿轮传动机构计算如下：对制动力的大小进行理论计算，并在此基础上对制动(——})nl+k1×nl一(1+k1)×n∞l=0收稿日期：2015—03—07基金项目：天津市科技计划基础研究项目(14JCYBJc22oo0)．作者简介：李维涛(1989一)，男，硕士研究生；方沂(1963一)，男，教授，硕士生导师，研究方向为数

7、控高速加工技术、机械CAD／CAM等·30·天津职业技喜、R术师范大学学报第25卷的屈服应力值为320MPa。因此，静力学计算出的结果当今汽车集成化、一体化的发展趋势。本文通过对制相对材料破坏值是远小于屈服值的，部件没有发生动力的理论计算，并结合有限元分析得出如下结论：屈服【。(1)混合式制动所提供的制动力完全能够满足驻3．2卡钳的疲劳校核计算车及行车的制动需求，同时也可为紧急制动提供辅助根据材料Js一Ⅳ曲线[71，由最／．bz．乘法得出的拟合制动力，是一种可靠的辅助