鼓式制動器制動鼓參數(shù)化設(shè)計研究含CAITA三維及3張CAD圖

鼓式制動器制動鼓參數(shù)化設(shè)計研究含CAITA三維及3張CAD圖,制動器,制動,參數(shù),設(shè)計,研究,鉆研,caita,三維,cad 鼓式制動器制動鼓參數(shù)化設(shè)計研究 附錄1：外文翻譯 制動鼓的結(jié)構(gòu)和熱分析 Anup Kumar and R. Sabarish 摘要 在經(jīng)歷高溫和熱應(yīng)力提高的制動過程中，制動鼓是一個關(guān)鍵部件。此外，制動蹄的壓力引起機(jī)械荷載.因此，分析考慮到的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力一起。由于組合的負(fù)載和不同的制動鼓的輪廓所以分析是不現(xiàn)實(shí)的，所以有必要使用有限元分析方法，以評估確切的應(yīng)力分布，并確保應(yīng)力值遠(yuǎn)低于允許的范圍內(nèi)。這里的模型是內(nèi)脹式鼓式制動器。這種制動器的制動蹄是包含了在鼓和擴(kuò)大向外時的制動應(yīng)用。這種制動器適用于中型重型車輛.。 關(guān)鍵詞：制動鼓；瞬態(tài)熱分析；穩(wěn)態(tài)分析；溫度分布。 簡介 制動器是用來使靜止物體減速或減速的裝置.。車輛的安全運(yùn)行需要可靠制動來吸收運(yùn)動部件的動能或降低物體的勢能來控制汽車的運(yùn)動。制動器吸收的能量以熱的形式消散.。這種熱能在周圍大氣中消散以阻止車輛運(yùn)動，所以制動系統(tǒng)應(yīng)該有以下要求： 1.在緊急情況下，制動器必須足夠堅固，以保證汽車在最小的距離停車.。 2. 駕駛員在制動過程中必須對車輛進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，車輛不得打滑.。 3. 制動器必須具有良好的防衰老特性，即其有效性不應(yīng)隨著長期應(yīng)用的延長而降低.。 4. 制動器應(yīng)具有良好的耐磨性能。 制動裝置：車輛的制動設(shè)備包括所有的制動系統(tǒng)都是為了降低車輛行駛速度，降低它的加速度加快，增加其減速率并防止車輛靜止后返回。[1-3]。 實(shí)驗(yàn)裝置制動鼓總成 制動鼓總成：相對于其他制動設(shè)計，制動鼓已被廣泛應(yīng)用。當(dāng)制動蹄被推到與軸一起旋轉(zhuǎn)的制動鼓的內(nèi)表面時會獲得制動力。此類型的制動器主要用于轎車和卡車的后輪，而盤式制動器被廣泛用于前制動器，因?yàn)槠涔逃懈蟮姆较蚍€(wěn)定性。制動鼓的底板是一個壓鋼板，螺栓固定在后橋殼上.。由于制動蹄安裝在底板上，所有的制動力作用在底板上.[4-5]。 制動鼓的重要要求如下： 應(yīng)提供具有良好耐磨性能的表面。 它應(yīng)該有良好的傳熱性。 在每個制動過程產(chǎn)生的熱量，必須立即消散到大氣中，因?yàn)橄乱粋€制動過程將再次產(chǎn)生更多的熱量。任何過熱的剎車過程都會導(dǎo)致制動鼓擴(kuò)大而造成有效踏板行程損失與制動襯片衰減。 它應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度，但質(zhì)量要抱證最小。 它應(yīng)該能夠容納在可用的車輪空間。 穩(wěn)態(tài)熱分析：穩(wěn)態(tài)熱分析是用以確定溫度，熱梯度，熱流量和熱通量的對象所造成的熱負(fù)荷，不隨時間變化。這些負(fù)載包括以下： 對流 輻射 熱流量 熱通量（單位面積熱流量） 熱發(fā)電率（每單位體積的熱流量） 恒溫邊界 穩(wěn)態(tài)熱分析可以是線性的，具有恒定的材料性能，或非線性，與材料性能取決于溫度。大多數(shù)材料的熱性能隨溫度變化，所以分析通常是非線性的。包括輻射效應(yīng)也使得分析非線性[6-10]。 瞬態(tài)熱分析：瞬態(tài)熱分析可以確定溫度和其他隨時間變化的熱量。工程師通常使用溫度以瞬態(tài)熱分析計算作為輸入的結(jié)構(gòu)分析作為熱應(yīng)力評估。許多傳熱應(yīng)用-熱處理問題，噴嘴，發(fā)動機(jī)缸體，管道系統(tǒng)，壓力容器等-涉及瞬態(tài)熱分析。主要的區(qū)別是，大多數(shù)應(yīng)用在瞬態(tài)分析的負(fù)載是時間的函數(shù)。若要指定隨時間變化的負(fù)載，你可以使用函數(shù)工具來定義描述曲線的方程或函數(shù)，然后將函數(shù)應(yīng)用于邊界條件，也可以將負(fù)載與時間曲線劃分為加載步驟[11-13]. 結(jié)構(gòu)分析：結(jié)構(gòu)分析可能是最常見的應(yīng)用的有限元方法。術(shù)語結(jié)構(gòu)（或結(jié)構(gòu)）不僅意味著土木工程結(jié)構(gòu)，如橋梁和建筑物，但也包括海軍，航空和機(jī)械結(jié)構(gòu)，如船體，飛機(jī)機(jī)身和機(jī)械外殼，以及機(jī)械部件，如活塞，機(jī)械零件和工具。 問題定義：原來的制動鼓已被修改應(yīng)用于先前的一些功能要求。由于被修改，制動鼓的尺寸和外形都發(fā)生了變化.。由于制動鼓有一個改進(jìn)的幾何形狀，有必要檢查它在給定的負(fù)載條件下正常工作。 制動鼓規(guī)格： 車輛空載= 4540kg 車輛載貨量= 8300kg 輪胎滾動半徑= 389mm 摩擦系數(shù)（μ）= 0.36 制動蹄接觸角= 95.5° 蹄寬= 20mm 制動鼓內(nèi)部直徑= 416mm 制動鼓外部直徑= 470mm 制動鼓寬度= 178mm 制動鼓的材料特性： 材料為灰鑄鐵b.s.1452，等級250 熱導(dǎo)率（k）= 0.0544 W / mm°C 楊氏模量= 1 x105 N /mm 極限強(qiáng)度=250 N/mm2 鼓的質(zhì)量= 40kg 對流換熱系數(shù)= 0.001w/mm 20C 熱膨脹系數(shù)= 9 = 10 -6/°C 密度= 7.822 x10-6kg/mm3 比熱= 410J 發(fā)動機(jī)在60kmph斷開（滿載）的道路試驗(yàn)數(shù)據(jù) 速度（kmph） 剎車距離（m） 減速度（m/s2） 平均減速度（m/s2） 59.73 26.76 6.19 6.40 60.46 27.24 6.38 60.54 25.74 6.64 應(yīng)用邊界條件： 對流換熱系數(shù)= 0.001w/mm°2C 熱膨脹系數(shù)= 9 x10-6 /°C 密度= 7.822 x 10-6kg/mm3 比熱= 410J 熱導(dǎo)率（k）= 0.0544 W / mm°C 實(shí)體造型：第一步是準(zhǔn)備制動鼓的實(shí)體模型。這里使用固體建模軟件Pro Engineer Wildfire，提供了詳細(xì)的圖紙。 Pro - E 模型 網(wǎng)狀模型： 固體70用作為一種元素。 自由網(wǎng)格已經(jīng)完成。 元素大小為7.5。 元素的總數(shù)為92747。 節(jié)點(diǎn)總數(shù)為23201個。 30次分析后結(jié)果： 30個周期的圖形結(jié)果 荷載: 內(nèi)部溫度= 100°C 外部溫度= 35°C 內(nèi)部溫度100°C 耦合場分析：耦合場分析是從不同的工程學(xué)科相結(jié)合的分析（物理場）相互作用來解決全球性的工程問題；因此，我們經(jīng)常提到的耦合場分析為多物理場分析。當(dāng)一個字段分析的輸入取決于從另一個分析的結(jié)果，分析耦合。 一些分析可以有單向耦合。例如，在熱應(yīng)力問題，溫度場的熱應(yīng)變節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，但結(jié)構(gòu)應(yīng)變一般不影響溫度分布。因此，不需要迭代的禾場解之間。更復(fù)雜的案件涉及雙向耦合。壓電分析，例如，處理結(jié)構(gòu)和電場之間的相互作用：它解決了由于施加的電壓分布位移，或反之亦然。在流體結(jié)構(gòu)相互作用問題，流體壓力引起的結(jié)構(gòu)變形，從而導(dǎo)致流體溶液的變化。這個問題需要兩個物理領(lǐng)域之間的迭代收斂。 帶制動蹄壓力的穩(wěn)態(tài)邊界條件：場之間的耦合可以通過直接耦合（矩陣耦合）或順序耦合（負(fù)載矢量耦合）來完成。負(fù)載轉(zhuǎn)移可以發(fā)生在表面或卷。跨域耦合可能是復(fù)雜的，因?yàn)椴煌念I(lǐng)域可能會解決不同類型的分析，在模擬過程中。例如，在感應(yīng)加熱的問題，諧波電磁分析計算焦耳加熱，這是用在一個瞬態(tài)熱分析來預(yù)測隨時間變化的溫度溶液。感應(yīng)加熱的問題是復(fù)雜的，進(jìn)一步的事實(shí)，在這兩個物理模擬的材料特性高度依賴于溫度。中的一些應(yīng)用程序的耦合場分析可能需要進(jìn)行壓力容器（熱應(yīng)力分析）、流體流動的羈絆（流體結(jié)構(gòu)分析）、感應(yīng)加熱（磁熱分析）。 結(jié)果 案例 外部溫度 （°C） 內(nèi)部溫度 （°C） 最大熱應(yīng)力（N/mm2） 最大變形 （mm） 基于溫度和壓力的最大應(yīng)力（N/mm2） 1 35 100 64.988 0.457 132.43 2 100 200 170.554 0.614 206.79 結(jié)論 從瞬態(tài)溫度觀察到溫度隨每個周期增加。這表明，冷卻時間是不夠冷卻制動鼓的。也可以看出，溫度趨于穩(wěn)定狀態(tài)值，這需要進(jìn)一步的分析證實(shí)更多的周期數(shù)。對流協(xié)同效率（H）值的測定分析或?qū)嶒?yàn)預(yù)測和納入模型將產(chǎn)生更準(zhǔn)確的溫度分布。設(shè)計檢查已通過比較最大獲得的應(yīng)力，得到的分析與標(biāo)準(zhǔn)允許應(yīng)力值?？梢钥闯鲈撛O(shè)計是安全的，在給定的負(fù)載條件下的制動鼓功能正常。 參考文獻(xiàn) 1. Prabhu, T.J., 2005. Design of Transmission Elements’ T.J. Prabhu, pp: 13-1. 2. Giri, N.K., 2005. Automobile Mechanics’ Khanna Publisher, pp: 381-396. 3. Gupta, R.B., 1997. Automobile engineering’ Satya Prakashan. 4. Narang, G.B.S., 2003. Automobile engineering’ Khanna Publisher, pp: 287. 5. Gupta, K.M., 2002. Automobile engineering’ Umesh Publisher, pp: 112. 6. Heat and Mass Transfer Data Book, 2007. 7.Fabrication, 2007. testing and thermal analysis of metal matrix composite brake drum. International Journal of Vehicle Design, 44: 339-359. 8. Numerical and analytical investigation of temperature distribution in a brake drum with simulated defects. ‘International Journal of Vehicle Design, 2001. 26: 146-160。 9. Transient Thermoplastic Analysis of Disc Brake Using Ansys. 10. Kurdi et al., [4] one of the most important steps in development oga new truck chassis is the prediction of fatigue life span and durability loading of the chassis frame. 11. 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