汽车盘式制动器热弹性耦合仿真分析

"本文详细探讨了汽车盘式制动器的摩擦接触热弹性耦合非线性问题，使用ANSYS8.1软件进行三维有限元模型构建，以分析制动器的热弹性耦合现象。作者葛振亮、吴永根和袁春静通过仿真计算揭示了制动过程中制动盘的瞬态温度场和应力场变化，为制动器的设计优化提供了理论支持。" 在汽车工程领域，盘式制动器的热弹性耦合分析是一项关键研究，因为摩擦产生的热量可能导致制动器表面裂纹、翘曲以及热弹性失稳，影响车辆的安全性能。该文作者基于Barber等人的研究成果，利用有限元方法来解决这一复杂问题。他们首先利用ANSYS8.1建立了一个详细的三维有限元模型，这个模型能够考虑制动器的热、机械以及接触力之间的相互作用。 在建模过程中，作者需要设定合适的边界条件，如固定边界、摩擦力边界等，同时确定载荷步和模拟工况，以真实反映制动器在实际工作中的状态。通过仿真计算，可以得到制动盘在制动过程中的瞬态温度分布，这有助于理解热量如何在整个制动系统中传递和消耗。此外，瞬态应力场的分析揭示了制动器内部的应力变化，这对于预防因高温引发的结构损伤至关重要。 制动器的热变形、热衰退和热弹性失稳是热弹性耦合问题的核心。Zagrodzki等人在这方面进行了深入的定性和定量研究，而A.J. Day、Kennedy & Ling、Cho & Ahn以及Ji-Hoon Choi & In Lee等学者也通过建立有限元模型对盘式制动器进行了类似的研究。葛振亮等人的工作进一步扩展了这些研究，使用ANSYS软件进行热弹性耦合的瞬态分析，这为优化制动器材料选择、改进结构设计以及预测摩擦磨损提供了精确的数据支持。 此外，这项研究对于理解制动器的振动和噪声问题也有着重要的工程应用价值和理论指导意义。通过热弹性耦合分析，可以预测和减少因热变形引起的振动，从而改善驾驶体验并提高制动系统的可靠性。 盘式制动器的热弹性耦合分析是一项复杂但至关重要的任务，通过有限元仿真，工程师可以更深入地理解制动器在高温工作条件下的行为，为提升汽车安全性和性能提供关键的科学依据。