鼓式制动器应力场数值模拟

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鼓式制动器应力场数值模拟

杨兆军, 范久臣, 丁树伟, 王继新, 刘长亮, 施宗成

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杨兆军, 范久臣, 丁树伟, 王继新, 刘长亮, 施宗成. 鼓式制动器应力场数值模拟[J]. 电子科技大学学报, 2010, 39(4): 623-628. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.032

引用本文:

杨兆军, 范久臣, 丁树伟, 王继新, 刘长亮, 施宗成. 鼓式制动器应力场数值模拟[J]. 电子科技大学学报, 2010, 39(4): 623-628. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.032

YANG Zhao-jun, FAN Jiu-chen, DING Shu-wei, WANG Ji-xin, LIU Chang-liang, SHI Zong-cheng. Stress Field Numerical Simulation of Automotive Drum Brake[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2010, 39(4): 623-628. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.032

Citation:

YANG Zhao-jun, FAN Jiu-chen, DING Shu-wei, WANG Ji-xin, LIU Chang-liang, SHI Zong-cheng. Stress Field Numerical Simulation of Automotive Drum Brake[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2010, 39(4): 623-628. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.032

鼓式制动器应力场数值模拟

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.032

1.
吉林大学机械科学与工程学院长春 130022;
2.
北华大学机械工程学院长春 132021

作者简介:
杨兆军(1956-),男,教授,博士生导师,主要从事机械装备先进设计制造、数控装备可靠性理论与技术等方面的研究.

中图分类号: U463.51⁺1

Stress Field Numerical Simulation of Automotive Drum Brake

1.
College of Mechanical Science and Engineering,Jilin University Changchun 130022;
2.
College of Mechanical Engineering,Beihua University Changchun 132021

摘要: 针对鼓式制动器在制动过程中制动鼓出现开裂的问题，基于有限元法和瞬态热传导方程，分别建立了鼓式制动器接触分析模型和瞬态热分析模型。采用非线性接触方法分析了因制动蹄外张制动在制动鼓上产生的应力大小及其分布规律。利用瞬态生热对流与热传导分析方法得出了制动鼓上的生热-散热规律及其热应力的大小与分布规律。利用该模型分析了某重型车制动鼓开裂原因。结果表明，紧急制动工况时，机械应力和热应力对制动鼓不同部位的开裂都有影响，均可引起制动鼓疲劳开裂，且引起的开裂形态不同。该模型和分析方法对制动鼓的开裂失效研究具有很好的工程应用价值和理论指导意义。
- 车辆工程 /
- 制动 /
- 疲劳 /
- 有限元方法 /
- 热应力
Abstract: Aiming at crackle occurs of the drum brake during the braking process, the contact analysis model and transient thermal analysis model of the drum brake is established respectively based on the finite element method and the non-static equation of heat conduction. The magnitude and the distribution of mechanical stress as a result of the brake shoe's braking on the drum is analyzed by nonlinear-contact method. The magnitude and the distribution law of heat generation, heat dissipating and the thermal strees is given by the method of transient thermal analysis. The cracking reason of the brake drum of a certain heavy vehicle is analyzed. It show that either the mechanical stress or the thermal stress can influence the brake drum's cracking under the emergency braking condition, yet the influences of morphology of cracking in the dram are different. The conclusion is also validated by the practical cracking morphology of the brake drum, proving that this method has good value in the field of engineering application and significance of theoretical guiding.
- automotive engineering /
- brake /
- fatigue /
- finite element method /
- thermal stress

[1]	袁月婷, 闫光辉, 常文文, 张玉婵. 基于脑电信号空域特征的紧急制动行为识别 . 电子科技大学学报, 2024, 53(1): 84-91. doi: 10.12178/1001-0548.2022380
[2]	潘侃, 尹春林, 王磊, 陈端兵. 基于特征工程的重要节点挖掘方法 . 电子科技大学学报, 2021, 50(6): 930-937. doi: 10.12178/1001-0548.2021106
[3]	张崇, 于晓琳, 饶妮妮. 多任务中枢疲劳脑电的线性描述符参数分析 . 电子科技大学学报, 2019, 48(4): 613-618. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2019.04.020
[4]	黄波, 李迅波, 曾志, 闫明明, 李俊, 尹治宇. 电连接器激光软钎焊焊点的热疲劳寿命预测 . 电子科技大学学报, 2016, 45(6): 1027-1032. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.06.026
[5]	寇海霞, 安宗文, 刘波. 双应力同步步降加速寿命试验方法 . 电子科技大学学报, 2016, 45(2): 316-320.
[6]	聂宝林, 杜平安. 带孔阵屏蔽腔电磁屏蔽特性的时域有限元分析 . 电子科技大学学报, 2014, 43(4): 636-640. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.029
[7]	陈淑仙, 田鹤, 秦文峰, 李梦, 杨文锋, 唐庆如. 树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析 . 电子科技大学学报, 2014, 43(4): 547-551. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.013
[8]	安宗文, 郑堃, 黄建龙. 周期性疲劳载荷作用下的应力-强度干涉模型 . 电子科技大学学报, 2013, 42(2): 306-310. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.02.024
[9]	胡权, 黄桃, 杨中海, 李斌, 李建清. 电子光学系统的三维有限元局部对称计算 . 电子科技大学学报, 2012, 41(3): 408-411. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.03.017
[10]	任志刚, 黄廷祝, 李良. 混合有限元与矩量法模拟散射问题的预处理技术 . 电子科技大学学报, 2011, 40(6): 878-881. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.06.014
[11]	安宗文, 郑堃, 黄建龙. 多级疲劳载荷作用下的应力-强度干涉模型 . 电子科技大学学报, 2010, 39(6): 956-960. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.06.032
[12]	黄平, 韩满贵. 多极磁环二维场分布的有限元计算 . 电子科技大学学报, 2010, 39(3): 447-449. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.03.027
[13]	刘建涛, 杜平安, 黄明镜, 肖耀兵. 连续体简谐基础振动有限元计算方法 . 电子科技大学学报, 2009, 38(6): 1052-1056. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.06.034
[14]	刘孝保, 杜平安, 李磊. 叠层CSP封装的振动模糊可靠性分析 . 电子科技大学学报, 2008, 37(3): 478-480.
[15]	张勇, 陈滨. Logistic映射的有限字长研究 . 电子科技大学学报, 2006, 35(3): 292-294,316.
[16]	王洪裕, 阮成礼, 王琪. 有限长V锥天线的辐射场 . 电子科技大学学报, 2004, 33(5): 535-538.
[17]	孙仁云, 焦士蓉. 一种计算汽车制动油压波动频率的算法 . 电子科技大学学报, 2001, 30(3): 267-270.
[18]	朱雯, 何明星. 关于有限群的自同构群 . 电子科技大学学报, 2000, 29(5): 549-551.
[19]	杜平安. 滚珠花键副轮齿修形的有限元法研究 . 电子科技大学学报, 1999, 28(5): 507-510.
[20]	杜平安. 内燃机活塞三维热分析 . 电子科技大学学报, 1999, 28(2): 141-143.

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鼓式制动器应力场数值模拟

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.032

1. 吉林大学机械科学与工程学院长春 130022;

2. 北华大学机械工程学院长春 132021

作者简介:
杨兆军(1956-),男,教授,博士生导师,主要从事机械装备先进设计制造、数控装备可靠性理论与技术等方面的研究.

收稿日期: 2009-03-12
修回日期: 2009-07-19
刊出日期: 2010-08-15

中图分类号: U463.51⁺1

关键词:

摘要: 针对鼓式制动器在制动过程中制动鼓出现开裂的问题，基于有限元法和瞬态热传导方程，分别建立了鼓式制动器接触分析模型和瞬态热分析模型。采用非线性接触方法分析了因制动蹄外张制动在制动鼓上产生的应力大小及其分布规律。利用瞬态生热对流与热传导分析方法得出了制动鼓上的生热-散热规律及其热应力的大小与分布规律。利用该模型分析了某重型车制动鼓开裂原因。结果表明，紧急制动工况时，机械应力和热应力对制动鼓不同部位的开裂都有影响，均可引起制动鼓疲劳开裂，且引起的开裂形态不同。该模型和分析方法对制动鼓的开裂失效研究具有很好的工程应用价值和理论指导意义。

English Abstract

杨兆军, 范久臣, 丁树伟, 王继新, 刘长亮, 施宗成. 鼓式制动器应力场数值模拟[J]. 电子科技大学学报, 2010, 39(4): 623-628. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.032

引用本文:

杨兆军, 范久臣, 丁树伟, 王继新, 刘长亮, 施宗成. 鼓式制动器应力场数值模拟[J]. 电子科技大学学报, 2010, 39(4): 623-628. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.032

YANG Zhao-jun, FAN Jiu-chen, DING Shu-wei, WANG Ji-xin, LIU Chang-liang, SHI Zong-cheng. Stress Field Numerical Simulation of Automotive Drum Brake[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2010, 39(4): 623-628. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.032

Citation:

YANG Zhao-jun, FAN Jiu-chen, DING Shu-wei, WANG Ji-xin, LIU Chang-liang, SHI Zong-cheng. Stress Field Numerical Simulation of Automotive Drum Brake[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2010, 39(4): 623-628. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.032

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