盤式制動器應(yīng)力場與溫度場多場耦合的數(shù)值模擬.pdf

1、制動器是保證機械安全運行的重要零部件之一,每年因制動失效造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失及悲慘人員傷亡,這引起眾多研究學(xué)者對制動器研究的重視。運動機械制動時,制動器摩擦副表面會產(chǎn)生大量摩擦熱,持續(xù)制動摩擦熱不斷積聚,致使摩擦副表面的溫度急劇升高,這不僅加劇了材料的磨損,降低了摩擦系數(shù),而且由溫度梯度引起的熱應(yīng)力會使摩擦副表面產(chǎn)生熱裂紋,嚴(yán)重時還會出現(xiàn)制動器制動性能完全失效現(xiàn)象。特別是近年來隨著運動機械的高速、重載化的發(fā)展,更加劇了這一現(xiàn)象的發(fā)生。

2、r>　　本文在研究盤式制動器結(jié)構(gòu)及其工作原理、國內(nèi)外關(guān)于制動器數(shù)值模擬方法研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,以礦車后輪某Ⅰ型號的盤式制動器為研究對象,根據(jù)制動器的實際尺寸,采用Pro/E建立制動器摩擦副實體簡化模型,分別建立了該型號制動器摩擦副溫度場、應(yīng)力場及其多場耦合的數(shù)學(xué)模型,運用多物理場耦合軟件COMSOL Multiphsics模擬礦車制動過程中的溫度場、應(yīng)力場及其熱-力耦合場,本文的主要研究工作如下:
　　(1)介紹了礦車盤式制動器的制

3、動工作原理、制動器的主要性能參數(shù)、制動器摩擦副的工作情況及失效形式,闡述了與制動器溫度場、應(yīng)力場及其多場耦合數(shù)值模擬相關(guān)的基本理論和方程;
　　(2)建立了礦車制動器溫度場、應(yīng)力場及其耦合場的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合制動器實際材料屬性參數(shù),采用多物理場耦合軟件COMSOL Multiphysics對不同工況下的礦車制動器摩擦副進(jìn)行了模擬,得到該型號制動器摩擦副的溫度場、應(yīng)力場以及熱-力耦合場的分布;
　　(3)分析了礦車摩擦副的材料屬