1.6L乘用车制动器设计及仿真分析答辩报告

1、毕 业 设 计 技 术 报 告毕 业 设 计 技 术 报 告1.6L乘用车制动器设计乘用车制动器设计 潍坊学院机电与车辆工程学院潍坊学院机电与车辆工程学院 学生：张培峰学生：张培峰 指导老师：马成习指导老师：马成习技术方案综述技术方案综述 二 一一三 课题研究的目的和意义课题研究的目的和意义四 重要从在的问题重要从在的问题 课题研究的主要内容课题研究的主要内容 课题给出的条件课题给出的条件五结束语结束语一、课题给出的条件一、课题给出的条件1. 发动机最大转矩发动机最大转矩155Nm, 最大转矩时的转最大转矩时的转 速速3800r/min；额定功率；额定功率77Kw，额定功率，额定功率时的转速时

2、的转速5000 r/min）；）；2. 发动机前置前轮驱动型式；发动机前置前轮驱动型式；3. 最高行驶速度最高行驶速度160km/h；4. 整备质量整备质量1200kg，额定载荷，额定载荷500kg。 Contents- 目录目录 一 二二三 课题研究的目的和意义课题研究的目的和意义四 重要从在的问题重要从在的问题 课题研究的主要内容课题研究的主要内容 课题给出的条件课题给出的条件二、课题研究的主要内容二、课题研究的主要内容 （一）本课题首先对汽车制动器原理和对（一）本课题首先对汽车制动器原理和对各种各样的制动器进行分析，详细地阐述了各种各样的制动器进行分析，详细地阐述了各类制动器的结构，工作

3、原理和优缺点。再各类制动器的结构，工作原理和优缺点。再根据此乘用车的车型和结构选择了浮动钳式根据此乘用车的车型和结构选择了浮动钳式盘式制动器。其次对这种制动器的制动力，盘式制动器。其次对这种制动器的制动力，制动力分配系数，制动器因数等进行计算；制动力分配系数，制动器因数等进行计算；对摩擦衬块磨损特性、制动力矩、制动器的对摩擦衬块磨损特性、制动力矩、制动器的热容量和温升进行了校核。热容量和温升进行了校核。 (二）利用三维设计软件利用三维设计软件CATIACATIA对制动器对制动器的主要零件如制动盘、制动钳、支架、摩擦的主要零件如制动盘、制动钳、支架、摩擦衬片、等进行了三维建模，从而设计出一种衬片

4、、等进行了三维建模，从而设计出一种比较精确的制动器。装配后的制动器总成二比较精确的制动器。装配后的制动器总成二维图见图维图见图1 1，三维图见图，三维图见图2 2所示。所示。图1 制动器总装二维图图2 制动器总装三维图 （三）利用有限元分析软件（三）利用有限元分析软件ANSYSANSYS对此对此制动盘的热固耦合进行了分析。划分网格制动盘的热固耦合进行了分析。划分网格后的有限元模型见图后的有限元模型见图3 3所示。所示。图3 划分网格后的有限元模型图 这里取工作环境平均温度为这里取工作环境平均温度为2525。制动初速。制动初速度为度为100Km/h100Km/h，施加到制动片上的力为，施加到制动

5、片上的力为890N890N，制制动盘施加轴向转动约束，制动片施加轴向的移动动盘施加轴向转动约束，制动片施加轴向的移动约束，并约束，并依次进行温度场依次进行温度场- -应力场计算分析。图应力场计算分析。图4 4图图7 7分别给出了制动过程中分别给出了制动过程中10s10s、16.4s16.4s（最高（最高温度时刻）、温度时刻）、30s30s（制动结束时刻）及（制动结束时刻）及60s60s（停车（停车后后30s30s）时制动盘温度场的分布云图。）时制动盘温度场的分布云图。 图4 升温过程中，t10s 图5 最高温度时刻，t=16.4s 图6 制动结束时刻，t30s 图7 制动结束后30s，t60s

6、 分析可知，制动开始后 制动盘摩擦面温度急剧上升，在制动开始10s时，盘面温度已达到128，且温度集中分布在盘体摩擦面一侧；到制动开始16.4s时，制动盘的热量输入与热量散失达到平衡，盘面温度达到最高为183 ；制动结束后，辐射成为热量散失的主要形式。随着制动时间的进一步推移，盘面上的温度逐渐减小。 同时，从上面的分析可以得出温度变化曲线，见图8所示。 图8 摩擦面温度随时间变化曲线从温度变化曲线可以看出，由于热流密度随时间的增加而降低，温度变化梯度呈下降趋势。 Contents- 目录 一 二二三 课题研究的目的和意义课题研究的目的和意义四 重要从在的问题重要从在的问题 课题研究的主要内容课

7、题研究的主要内容 课题给出的条件课题给出的条件三、课题研究的目的和意义三、课题研究的目的和意义 通过本次毕业设计，综合性地运用所通过本次毕业设计，综合性地运用所学知识去分析、解决一个问题，在做毕业学知识去分析、解决一个问题，在做毕业设计的过程中，对所学知识得到疏理和运设计的过程中，对所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼，用，它既是一次检阅，又是一次锻炼， 也是对解决实际问题能力的一次训练与检也是对解决实际问题能力的一次训练与检验。其目的在于：验。其目的在于： l 学会分析与评价汽车制动系总成的结构与性能，合理选择结构方案及其有关参数；l 学会汽车制动器一些主要零部件的设计与计算

8、方法，为毕业后从事汽车技术工作打下良好的基础； l 进一步培养制图、绘图的能力，同时也了解了有限元在工程上的重要应用； l 培养独立分析、解决问题的能力。 Contents- 目录目录一 二二三 课题研究的目的和意义课题研究的目的和意义四 重要从在的问题重要从在的问题 课题研究的主要内容课题研究的主要内容 课题给出的条件课题给出的条件四、主要从在的问题四、主要从在的问题 本课题对制动器进行了设计计算、对制动本课题对制动器进行了设计计算、对制动器主要零件进行了建立模型以及采用有限元器主要零件进行了建立模型以及采用有限元法对其温度场进行了简单分析，加之作者水法对其温度场进行了简单分析，加之作者水平、精力有限，还有好多问题亟待解决。如平、精力有限，还有好多问题亟待解决。如本课题中利用本课题中利用CATIACATIA软件时只对制动器主要零软件时只对制动器主要零件建立了模型，没有对制动器的机构运动进件建立了模型，没有对制动器的机构运动进行仿真。行仿真。 其次，在制动器热固耦合分析时，所采用其次，在制动器热固耦合分析时，所采用的相关参数都比较固定，实际上在制动过程