第一章緒論1.1制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義在現(xiàn)代化的交通方式中，汽車是最廣泛、最便捷的使用方式。介紹了一種新型的車輛剎車裝置。這是一種限制車輛性能的設(shè)備。同時(shí)，剎車也是車輛最主要的安全性部件，它對(duì)車輛的行駛起著直接的影響。車輛的剎車特性對(duì)行車安全造成了很大的影響。人們對(duì)安全可靠性的要求更高，這得益于公路行業(yè)的發(fā)展和車流量的增加。在參考有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，利用專業(yè)的基本原理與專業(yè)技術(shù)，對(duì)零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)、計(jì)算，并對(duì)零件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而確保了車輛的安全運(yùn)行。另外，盡量使用對(duì)身體沒有傷害的物質(zhì)，在原料的選擇上也要為宜[1]。1.2制動(dòng)器的發(fā)展歷程制動(dòng)分為車輪制動(dòng)與中置制動(dòng)，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸或變速器的輸出軸。由于在緊急情況下，中央制動(dòng)極有可能導(dǎo)致傳動(dòng)軸過重，因此目前大部分重載車型都會(huì)在后輪制動(dòng)時(shí)增加一個(gè)手動(dòng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使其既能發(fā)揮制動(dòng)停車功能，又能發(fā)揮制動(dòng)功能[2]?？砂茨芰肯男问椒譃槟Σ潦搅黧w剎車，電磁剎車，渦流剎車。目前，研究人員主要采用了全息照相法，激光多普勒分析法，有限元分析法等；對(duì)車輛制動(dòng)裝置的振動(dòng)和噪聲問題進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并取得了較好的效果。利用全息攝影可以直觀地反映汽車剎車時(shí)的實(shí)際振動(dòng)情況。將有限元法和模態(tài)法結(jié)合起來，可以方便地對(duì)剎車裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算。由于電腦軟、硬件的發(fā)展，電腦對(duì)于資料的運(yùn)算速度大大提升，所以電腦模擬的應(yīng)用也愈來愈多。虛擬原型車(VirtualPrototypeTechnology)是近幾年發(fā)展起來的一種新方法，利用這種方法可以綜合考慮包括車輛在特定工況下的載荷、黏滑效果和結(jié)構(gòu)等對(duì)剎車系統(tǒng)的影響。虛擬原型是一種快速而有效的求解實(shí)際問題的方法[3]。1.3國內(nèi)盤式制動(dòng)器的應(yīng)用隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)，尤其是重卡行業(yè)的快速發(fā)展，以及合資公司將外國先進(jìn)的科技引入到轎車中采用的盤式閘結(jié)構(gòu)，國內(nèi)也逐漸開始出現(xiàn)了規(guī)?；陌l(fā)展。尤其是改善汽車的性能，保證汽車的安全性，提高乘坐者的舒適度，以適應(yīng)人民日益提高的物質(zhì)生活需要；在居住條件的改進(jìn)等領(lǐng)域也起到了重要的作用。(1)在轎車，微車，輕車，SUV，皮卡中：前輪碟剎，后輪鼓剎，多用在經(jīng)濟(jì)實(shí)用上。由于剎車時(shí)，一般情況下前輪的負(fù)荷在車輛總負(fù)荷的70-80%之間，所以相對(duì)于后輪來說，前輪的制動(dòng)力要大一些。制造商們出于節(jié)約費(fèi)用而使用了前車輪碟剎和后車輪鼓剎的混配法。除了成本原因外，使用前盤后鼓式混合制動(dòng)這樣做對(duì)前輪的剎車能力要求更高，因?yàn)檩S載是在車輛進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)向前移動(dòng)的。我們這個(gè)級(jí)別的車在04年的時(shí)候產(chǎn)量已經(jīng)突破了10萬輛。但是，由于道路的級(jí)別越來越高，乘坐水平也越來越高，尤其是在我國，汽車和摩托車都采用盤式剎車是一種發(fā)展趨勢。(2)在大轎車領(lǐng)域：氣膜片剎車產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)程度顯著，整體性能優(yōu)良，創(chuàng)新與規(guī)范一體化。20世紀(jì)90年代初，盤式制動(dòng)在歐美等國已被應(yīng)用在大型客車上。到了2000年，盤式剎車（前、后剎車都是盤式）在歐美各國已成了一種標(biāo)配。自一九九七年起，國內(nèi)已將盤式剎車及ABS防抱裝置應(yīng)用于巴士及載重汽車，但由于其進(jìn)口成本過高，多為高檔車型所采用。2004年7月1日，國家交通部要求“必須”增加7米至12米高的二類車后，國內(nèi)碟剎開始走俏。北京公交，上海公交，武漢公交；氣壓盤剎已被長沙公交、深圳公交、廣州公交等多家公交企業(yè)采用。宇通汽車制造企業(yè)有：2004年，汽車產(chǎn)量2萬余臺(tái)，而盤式剎車已經(jīng)占據(jù)了汽車總量的半數(shù)以上。二汽東風(fēng)車橋前后橋改裝EQ153前后橋配套氣膜片剎車裝置6000多臺(tái)，是宇通最大的氣膜盤式剎車系統(tǒng)的供貨商。(3)重型車輛：碟形制動(dòng)器作為一項(xiàng)新型的重載車輛制動(dòng)系統(tǒng)，已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，具有很好的發(fā)展?jié)摿?。紅巖股份首創(chuàng)氣壓盤剎，開創(chuàng)中國重卡行業(yè)先河。中國重汽集團(tuán)貨車分公司在2005年3月進(jìn)行的貨車底盤升級(jí)改造中，與車橋分公司合作，在重汽斯太爾前軸成功“嫁接”了22.5英寸氣壓盤式制動(dòng)器。斯太爾公司首次將氣動(dòng)盤式剎車用于前軸，也為重汽高速載重汽車的研發(fā)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)儲(chǔ)備。1.4國外盤式制動(dòng)器的應(yīng)用近年來，國內(nèi)外各大轎車研制單位對(duì)氣動(dòng)盤式剎車進(jìn)行了大量的研究與實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該剎車系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)均比普通鼓式剎車優(yōu)越，已被大量應(yīng)用于重型貨車中。目前，歐洲幾家公司生產(chǎn)的轎車已經(jīng)大規(guī)模地采用了盤式剎車裝置（它是一種安裝于車輛前、后軸組件上的氣動(dòng)盤式剎車裝置）。氣動(dòng)盤式剎車比起常規(guī)的鼓式剎車，它的優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。(1)制動(dòng)性能與安全性能：鼓剎與盤剎制動(dòng)性能接近，無連續(xù)制動(dòng)。但在制動(dòng)反應(yīng)和剎車控制上，盤式剎車稍好一些。但是，在連續(xù)制動(dòng)時(shí)，這兩種剎車有很大的不同。當(dāng)車輛在較遠(yuǎn)的斜坡上（例如下坡）行駛時(shí)，在給定的剎車壓力下，車輪剎車不會(huì)喪失其初始性能，車輛可以以某一車速在整個(gè)過程中行駛。與之相對(duì)的是，配有鼓形剎車的車輛必須逐步加大剎車壓力以維持車速。碟剎制動(dòng)力在剎車壓力不變的情況下，連續(xù)制動(dòng)后僅出現(xiàn)輕微下降，鼓剎則出現(xiàn)大幅度下降。(2)構(gòu)造與費(fèi)用：由圓盤，襯墊，汽缸和卡鉗組成的盤式剎車系統(tǒng)部件較少，與鼓式剎車系統(tǒng)的整體重量比鼓式剎車系統(tǒng)小18%。盤式剎車組件可以在軸上組裝成一個(gè)整體。這個(gè)部分包含了碟剎的全部零部件。這種方式具有一種特殊的優(yōu)勢，即能夠向使用者提供預(yù)先設(shè)定好的、經(jīng)過測試的設(shè)備，從而使其對(duì)產(chǎn)品的職責(zé)有了清晰的界定。(3)修理維護(hù)：整體制動(dòng)機(jī)構(gòu)均為密封式，具有良好的潤滑性，可大大提高制動(dòng)系統(tǒng)的壽命。由于這個(gè)原因，碟形煞車根本無需維修，只需更換損壞的零件，例如間隔件和碟盤即可。而且與更換轉(zhuǎn)鼓制動(dòng)器相比較，襯墊的更換周期可減少80%。這就意味著不但可以節(jié)約維修成本，而且也可以節(jié)約不需要的時(shí)間。(4)電動(dòng)剎車控制系統(tǒng)（EBS)：因?yàn)樗褂昧艘环N非常高效的剎車裝置，所以它使用了一種非常復(fù)雜的操縱機(jī)制。它所提供的剎車感度，使得電子式剎車系統(tǒng)可以起到很好的效果，可以減少剎車?yán)锍蹋黾悠嚨姆€(wěn)定度，降低摩擦系數(shù)。盤式剎車反應(yīng)性能的特點(diǎn)是，單輪剎車差異很小，而且各橋的左、右兩個(gè)輪子都有同樣的損耗。1.5目前制動(dòng)器的發(fā)展現(xiàn)狀張靜.等[4]在論文《基于汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的研發(fā)》中指出，汽車零部件企業(yè)在市場不斷發(fā)展的情況下，如果不能在合適的時(shí)機(jī)推出新產(chǎn)品，將面臨被淘汰的危險(xiǎn)。提高企業(yè)的設(shè)計(jì)工藝水平，是市場競爭能力得以提升的關(guān)鍵之一。先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法是建立在先進(jìn)思想基礎(chǔ)上的。開展基于KBE(KBE)的制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論的制動(dòng)系統(tǒng)研究，對(duì)于推動(dòng)我國相關(guān)汽車零部件的發(fā)展，推動(dòng)其更上一層樓具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。在此基礎(chǔ)上，對(duì)剎車產(chǎn)品的國內(nèi)外設(shè)計(jì)成果進(jìn)行深入的研究，并有針對(duì)性的進(jìn)行一些實(shí)際的研究。通過對(duì)各種因素對(duì)剎車系統(tǒng)各主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化進(jìn)行了研究，并提出了一種通用的剎車系統(tǒng)評(píng)估準(zhǔn)則。本文詳細(xì)分析了基于OOP的知識(shí)表示形式，建立知識(shí)庫的模型，并給出了相應(yīng)的算法。以知識(shí)工程技術(shù)為基礎(chǔ)，圍繞知識(shí)工程知識(shí)體系的發(fā)展過程進(jìn)行研討。并以此為基礎(chǔ)，在CAD/CAE的基礎(chǔ)上提出了高效的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。吳永海[5]以南京飛躍公司承擔(dān)的“轎車及中小型客車液壓制動(dòng)系專家系統(tǒng)”項(xiàng)目為基礎(chǔ)，用VB語言編寫了一套專門用于轎車制動(dòng)的CAD系統(tǒng)，并進(jìn)行了“汽車液壓制動(dòng)系設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”，以Pro/ENGINEER為輔助工具。在此基礎(chǔ)上，利用PRO/ENGINEER對(duì)剎車系統(tǒng)進(jìn)行了三維建模，并對(duì)其進(jìn)行了參數(shù)化的驅(qū)動(dòng)，該系統(tǒng)使用參數(shù)化的參考圖庫，管理機(jī)制，以及開放式擴(kuò)展界面（ExpressionInterface）。PRO/ENGINEER二次開發(fā)、PRO/TOLKIT設(shè)計(jì)、PRO/TOLKIT設(shè)計(jì)編程接口、PRO/TOLKIT通信PRO/ENGINEER。在此基礎(chǔ)上提出制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算方法，并對(duì)剎車系統(tǒng)進(jìn)行仿真計(jì)算，已為剎車系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)庫。谷曼[6]指出，確保汽車主被動(dòng)安全和提高行駛動(dòng)力的關(guān)鍵在于汽車的制動(dòng)特性，這是《汽車制動(dòng)器綜合制動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)》中指出的。制動(dòng)裝置是指用于控制機(jī)動(dòng)車輛動(dòng)作或方向的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在機(jī)動(dòng)車輛制動(dòng)系統(tǒng)中使用。通過對(duì)剎車距離、剎車減速時(shí)間、剎車協(xié)調(diào)時(shí)間以及剎車效果的分析，提出了一種新的剎車系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。本論文是針對(duì)某型轎車剎車裝置的剎車特性測試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研制而展開的。首先，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理和分類進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并對(duì)制動(dòng)過程中的應(yīng)力進(jìn)行了研究，并對(duì)制動(dòng)特性進(jìn)行了測試。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)剎車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)及測試控制需求，對(duì)剎車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了測試與控制。重點(diǎn)介紹了該控制裝置的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、直流調(diào)速控制和控制方式，并建立了一套以WINCC為核心的主從控制系統(tǒng)，采用PROFIBUS-DP總線技術(shù)。同時(shí)，本文還對(duì)制動(dòng)性能測試中的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)-剎車制動(dòng)力與剎車減速進(jìn)行了研究與分析。文章還簡要介紹了混合慣性模擬技術(shù)，并簡明扼要地講解了在轉(zhuǎn)速和扭矩兩種模式下如何模擬混合慣性。武漢科技大學(xué)董士琦[7]等人在《基于ANSYS的汽車制動(dòng)盤模狀態(tài)分析》中指出，制動(dòng)裝置是通過制動(dòng)裝置的摩擦對(duì)來完成行車制動(dòng)、緊急制動(dòng)、停車制動(dòng)等功能的一種主要汽車安全部件。在此基礎(chǔ)上，利用MATLAB,CATIA,ANSYS等軟件，進(jìn)行了制動(dòng)片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。在此基礎(chǔ)上，初步構(gòu)建了剎車盤結(jié)構(gòu)的計(jì)算與分析平臺(tái)。本文首先對(duì)目前國內(nèi)外剎車系統(tǒng)研發(fā)平臺(tái)的發(fā)展與運(yùn)用現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，并對(duì)剎車平臺(tái)的研究現(xiàn)狀及研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。然后，利用現(xiàn)代CAD/CAE等現(xiàn)代分析手段，建立一套集造型、三維造型和數(shù)值仿真為一體的全數(shù)字剎車系統(tǒng)，獲取相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)及分析結(jié)果。提出了制動(dòng)器的主要性能參數(shù)，并提出了制動(dòng)器的主要設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。最后，利用Matlab編程實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的各個(gè)重要部分的優(yōu)化。將參數(shù)化技術(shù)與常規(guī)CAD技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，說明了參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本步驟。由于碟形制動(dòng)器的零件類型較多，部分零件形狀不規(guī)則，需要測定的幾何參數(shù)較多，因此對(duì)其進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)非常困難。陳燕[8]以萬向錢潮(桂林)轎車車架為研究對(duì)象的《汽車制動(dòng)器底板延展成型工藝的改進(jìn)》課題中，因其外形復(fù)雜、變形量大、難以加工成型，極易出現(xiàn)拉伸、起皺等缺陷，造成產(chǎn)品報(bào)廢。在以往的工作中，模具的加工和處理都是靠個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和不斷的修正，這不僅造成了產(chǎn)品產(chǎn)量的低下，而且在人力、財(cái)力、物力、時(shí)間等方面都要花費(fèi)大量的成本，這就是模具的加工和處理過程中所需要的大量的成本，本文基于拉伸與脹形的變形特征，對(duì)某型轎車剎車盤的沖壓成型工藝進(jìn)行了深入的研究，重點(diǎn)研究了該類產(chǎn)品的斷裂、起皺等成型缺陷。采用有限元仿真方法，對(duì)原始拉深過程進(jìn)行了仿真分析，并對(duì)仿真中容易產(chǎn)生裂紋等缺陷進(jìn)行了改善。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用均勻試驗(yàn)和有限模擬等手段，對(duì)汽車制動(dòng)盤成型質(zhì)量的預(yù)成形壓邊力、摩擦系數(shù)等工藝因素的影響規(guī)律進(jìn)行研究，做出最優(yōu)組合。通過試驗(yàn)證明了此法的合理可行之處。通過上述研究，可以較好地解決萬向錢潮（桂林）轎車剎車板原始拉伸過程中出現(xiàn)的缺陷，從而有效地避免了裂紋的產(chǎn)生，提高了成型品質(zhì)，減少了制造費(fèi)用，縮短了研發(fā)時(shí)間。柳巖[9]新的更符合實(shí)際的制動(dòng)規(guī)定是在《大型礦用汽車制動(dòng)器的發(fā)展》中提出的，并與現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行了對(duì)照。報(bào)道了一組在WABCO170C豪巴克汽車上對(duì)Shoebrake制動(dòng)器所做的剎車特性測試。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，以靜態(tài)扭矩作為剎車裝置的依據(jù)是不合理的，其針對(duì)平坦路面10%的路面進(jìn)行的等價(jià)駐車實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)踐不符；同時(shí)，要確保相似的剎車片都能起到良好的剎車作用，還需要進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。塊式剎車，電盤式剎車，盤式剎車的優(yōu)缺點(diǎn)也都有論述。賴源生、戴雄杰等[10]人在“雙組分配”是目前國內(nèi)外研究較少的一種新方法，在“選擇配對(duì)汽車剎車摩擦副材料問題的研究”中提出了新的看法。本項(xiàng)目以常用的雙面材料為對(duì)象，以石棉、粉末冶金、半金屬為材料，分別與兩種常用材料相配套，分別與石棉、粉末冶金、半金屬三種材料相配套，從而驗(yàn)證了雙重材料不僅對(duì)其自身的摩擦、磨損特性起著重要的作用，而且對(duì)磨擦件的磨擦、磨擦特性起著重要的作用，因此，本項(xiàng)目以石棉、粉末冶金、半本工程在運(yùn)用材料時(shí)，對(duì)材料材料熱衰減能力提高，潤滑性能提高。摩擦塊對(duì)偶對(duì)偶的性質(zhì)，開發(fā)了一種性能更佳的三對(duì)偶體?！镀噭x車三維參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)解析》采用全新的研究理念，以“軟原型”為藍(lán)本，以鄧兆詳、楊善臣等[11]為研究對(duì)象。對(duì)“虛擬產(chǎn)品”的設(shè)計(jì)及參數(shù)化造型等進(jìn)行了詳細(xì)的研究，為今后的研制提供了一種新的思路，即鼓形剎車的設(shè)計(jì)與制造。該項(xiàng)目以VB為基礎(chǔ)，以提取特征參量為目標(biāo)，采用參數(shù)驅(qū)動(dòng)模型，將數(shù)據(jù)庫、圖形庫、設(shè)計(jì)功能有機(jī)整合，設(shè)計(jì)分析有機(jī)銜接，使整車制動(dòng)設(shè)計(jì)工作效率更高，從而大幅度提高整車制動(dòng)研發(fā)速度?！镀囍苿?dòng)器試驗(yàn)制動(dòng)管路壓力伺服系統(tǒng)建模與仿真》一書中，張?jiān)獫?、謝昭力、馮引安等[12]人提出了“汽車制動(dòng)管路壓力伺服系統(tǒng)是電-氣-液耦合作用下的非線性時(shí)變性系統(tǒng)，并進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究”的新研究思路。通過對(duì)制動(dòng)管路壓力隨動(dòng)控制機(jī)理的研究，采用壓電式-氣-液復(fù)合傳動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)了一種新型的電液伺服系統(tǒng)。為了解決當(dāng)前轎車制動(dòng)管線中的氣壓問題，結(jié)合常規(guī)PID和模糊控制技術(shù)，研究了制動(dòng)管線的壓力。MATLAB模擬實(shí)驗(yàn)證明，設(shè)計(jì)的控制器響應(yīng)速度快，超調(diào)能力小，適應(yīng)能力強(qiáng)；穩(wěn)定性不錯(cuò)，對(duì)系統(tǒng)需求的適應(yīng)能力還可以。寧曉斌、孟彬、王磊等[13]為了精確地求解重載車輛的制動(dòng)效率因子，利用三維CAD軟件Pro/ENGINEER、ANSYS有限元軟件和MSC.ADAMS等軟件對(duì)《重型汽車制動(dòng)器虛擬樣機(jī)的建模與應(yīng)用》進(jìn)行了研究，并加以改進(jìn)和完善。以北京首鋼重工有限公司32噸重載貨車為例，采用鼓式剎車系統(tǒng)的虛擬原型系統(tǒng)，模擬了該系統(tǒng)的剎車效率因子，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相吻合。李紫輝、董欣、房長江[14]在《基于CAPP的汽車制動(dòng)器支架加工仿真設(shè)計(jì)》的研究中，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，通過技術(shù)分析某轎車制動(dòng)座的加工方案，得出最終的加工路徑，利用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)系統(tǒng)，完成工件、夾具及加工設(shè)備的三維建模，并將其用于仿真加工，在汽車制動(dòng)座的加工過程中，汽車制動(dòng)座的加工方案以求替換或者大幅度減少選拔賽的場次。探索出一條降低成本的新路子，提高產(chǎn)品質(zhì)量。在《汽車制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)飛輪組及其裝卸系統(tǒng)設(shè)計(jì)》中，楊麗英、李玲玲、謝鋒等[15]人介紹說，為準(zhǔn)確、高效地檢測汽車的總體特性，利用慣性飛輪對(duì)汽車的運(yùn)動(dòng)慣量進(jìn)行模擬，使模擬慣量值在一定區(qū)域內(nèi)可進(jìn)行調(diào)整，滿足有關(guān)測量精度。本文根據(jù)我國現(xiàn)行的剎車測試規(guī)范與技術(shù)規(guī)范，研究了車輛剎車裝置的飛輪群及裝載裝置的設(shè)計(jì)，提出了一種對(duì)飛輪群進(jìn)行最優(yōu)組合的方案，并詳細(xì)闡述了該裝置的裝載與卸載裝置。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了在各種工況下對(duì)飛輪進(jìn)行調(diào)整的各種慣性參數(shù)的模擬。經(jīng)過實(shí)踐證明，本裝置完全符合測試規(guī)范的需要，安裝調(diào)試方便。杜家熙、沈宏、張萬琴等[16]以MATLAB模擬軟件為基礎(chǔ)，在《汽車制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)建模及其仿真分析》的基礎(chǔ)上，以積分方程模型、能量守恒模型、微分方程模型為基礎(chǔ)，對(duì)驅(qū)動(dòng)電流和力矩在各個(gè)分立時(shí)間段內(nèi)的對(duì)應(yīng)規(guī)律進(jìn)行了研究和構(gòu)建。采用曲面梯形面積替代積分的思路，對(duì)不同類型的數(shù)學(xué)建模進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，并結(jié)合風(fēng)、軸承摩擦力等其他阻力方式對(duì)所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修正。這套系統(tǒng)為驗(yàn)證車輛的剎車系統(tǒng)設(shè)計(jì)品質(zhì)、全面測試剎車系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)?！镀囍苿?dòng)器在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)工況下摩擦性能分析》以趙凱輝、魏朗、余強(qiáng)[17]等為研究對(duì)象，構(gòu)建了汽車制動(dòng)器在勻速制動(dòng)時(shí)縱向力平衡方程、制動(dòng)能耗與溫差微分方程、管路壓力調(diào)節(jié)等方面的摩擦特性研究體系，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。制動(dòng)系統(tǒng)的前后溫度、摩擦系數(shù)、制動(dòng)力分配及各擋位下管路內(nèi)氣壓變化等指標(biāo)的研究以兩軸轎車為研究對(duì)象，單獨(dú)進(jìn)行。研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)利用各擋位的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，在不影響汽車速度的條件下，能有效地減小前、后制動(dòng)時(shí)的熱負(fù)載，從而減小甚至消除制動(dòng)時(shí)的摩擦力矩的熱量損耗?！抖嗬w維增強(qiáng)汽車制動(dòng)器摩擦材料摩擦磨損特性研究》由姚冠新、夏園、魏龍慶等[18]人提出，利用XD-MS恒速型摩擦試驗(yàn)儀對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，并利用SEM觀察其在不同溫度條件下的微觀組織形態(tài)，揭示其對(duì)制動(dòng)摩擦的作用。研究發(fā)現(xiàn)，在不同溫度條件下其表面的摩擦系數(shù)基本保持穩(wěn)定，在一定溫度條件下其摩擦系數(shù)并沒有明顯降低，其摩擦速率也在允許范圍之內(nèi)。在《載貨汽車制動(dòng)自動(dòng)水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)》項(xiàng)目中，陳立東、李樹珍、張立山[19]等人提出了可自動(dòng)探測水面高度、自動(dòng)調(diào)節(jié)灑水瞬間的制動(dòng)水冷卻裝置，以解決重載載貨汽車制動(dòng)在山區(qū)和下坡行駛過程中的制動(dòng)安全問題。本系統(tǒng)由三部分組成：灑水裝置、失水報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)控制噴水系統(tǒng)。利用單片機(jī)測量制動(dòng)溫度，由溫度差電偶溫度傳感器測量，從而達(dá)到自動(dòng)報(bào)警、均勻噴水、自動(dòng)調(diào)節(jié)水量的缺水狀態(tài)，從而控制噴水時(shí)間。其特點(diǎn)是簡單的結(jié)構(gòu)，簡單的原理，通俗易懂，穩(wěn)定的運(yùn)行，低能耗，低成本?！独w維混合增強(qiáng)汽車制動(dòng)摩擦材料研究》由王紅俠、姚冠新[20]等提出，為增強(qiáng)汽車制動(dòng)所需的芳綸纖維、玻璃纖維、硅灰石纖維、鈦酸鉀晶等為增強(qiáng)相，制備用于汽車制動(dòng)的新型復(fù)合橡膠，《纖維混合增強(qiáng)汽車制動(dòng)摩擦材料研究》由王紅俠、姚冠新等提出。采用正交速磨儀對(duì)其進(jìn)行了摩擦學(xué)特性研究，并采用SEM等手段對(duì)其進(jìn)行了研究。試驗(yàn)研究含3%芳綸，12%玻璃纖維，12%硅灰石，10%鈦酸鉀晶須，12%改性樹脂時(shí)，具有優(yōu)異的耐磨效果。中高溫條件下的摩擦學(xué)性能以磨粒和熱-力兩種形式為主。第二章制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)原則2.1汽車制動(dòng)系功用及分類限制車輛剎車系統(tǒng)的方式有三種：(1)使汽車減速直至停止；(2)使汽車下坡時(shí)不至超過一定速度；(3)使汽車能可靠地停放在斜坡上。碟剎基本分為3類。(1)多片全盤式制動(dòng)器；(2)固定卡盤式制動(dòng)器；(3)浮動(dòng)卡盤式制動(dòng)器。2.2盤式制動(dòng)器的分類與介紹根據(jù)其定位部件在摩擦副部件上的不同，又可分為兩種：鉗盤式和全盤式(full-class)。根據(jù)制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)形式，分鉗盤式制動(dòng)器可分為兩種：固定鉗盤式和浮動(dòng)鉗盤式。固定鉗盤式制動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖2.1和圖2.2所示；浮鉗盤式制動(dòng)器圖2.3所示。I車橋車橋活塞制動(dòng)鉗制動(dòng)盤圖2.1固定鉗盤式制動(dòng)器I輪轂制動(dòng)盤輪轂制動(dòng)盤制動(dòng)鉗車橋車橋活塞制動(dòng)鉗制動(dòng)盤圖2.3浮鉗盤式制動(dòng)器固定鉗盤式最早應(yīng)用于車輛(1950年代)的優(yōu)點(diǎn)是：沒有活塞及煞車塊以外的滑塊，可輕松確保鉗子剛性由鼓形輕松轉(zhuǎn)為碟型，亦可很好地應(yīng)付分流系統(tǒng)所需。伴隨汽車對(duì)整車性能要求的提高，浮動(dòng)鉗型（特別是滑移型）的缺點(diǎn)越來越明顯。首先，制動(dòng)片兩側(cè)各有一個(gè)單獨(dú)的油缸，因此，內(nèi)部和外部都要有一條管路相連，這就加大了剎車的口徑，加大了定位的困難。而外部為浮鉗式的無油式液壓油缸，則可使剎車更深入到輪轂內(nèi)。其次，緊固鉗體容易導(dǎo)致制動(dòng)液溫升高，使浮動(dòng)鉗減少在苛刻工況下受熱的機(jī)會(huì)，因?yàn)樗唤?jīng)過剎車盤的油路或管路。這樣剎車的溫度就會(huì)低于固定的鉗子30-50度，而且使用了浮動(dòng)的鉗子，可以把一些精度較高的零件如活塞、氣缸等減少了一半，成本也大大減少了[21]。在整體制動(dòng)中，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)部分均為碟形，制動(dòng)時(shí)，兩盤間的摩擦表面均為充分接觸。又稱離合式制動(dòng)，因其工作機(jī)制像磨離合器的一種。為了獲得更大的制動(dòng)力，多片整體式制動(dòng)。但是這樣的剎車散熱能力不強(qiáng)所以大多數(shù)都是采用了油冷卻的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。將液壓缸的浮鉗盤式制動(dòng)器安裝在結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，安裝容易，結(jié)構(gòu)小巧的制動(dòng)盤末端，這樣也能使剎車更貼近車輪；同一套剎車塊既可作駕駛也可作駐車煞車，只要將幾個(gè)駐車煞車機(jī)械傳動(dòng)元件安裝在行駛煞車鉗液壓汽缸旁，起到液壓汽缸活塞的作用即可，不用再增加駐車煞車鉗子，當(dāng)它同時(shí)作行駛或駐車煞車時(shí)即可。因?yàn)樵趧x車盤中沒有油路或管道，所以不容易被加熱，而且單邊液壓缸在圓盤的內(nèi)部，不容易被輪子遮擋，所以，它的冷卻情況要好一些。而且單邊液壓缸的活塞長度比兩邊液壓缸的活塞要大，這樣液壓缸的散熱面積就會(huì)增大，所以制動(dòng)液在使用定鉗的時(shí)候比汽化的時(shí)候溫度低30℃~50℃的幾率要小一些。但是，因?yàn)閯x車鉗本身是懸浮的，所以要盡量減小摩擦，磨損，噪音[22]。2.3盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與工作原理可自行調(diào)整前剎車間隙。這一工作是通過使用分流式泵柱塞密封環(huán)圖4的彈性變形來完成的。在剎車時(shí)，當(dāng)剎車完成后，密封圈回復(fù)原樣，而活塞則回復(fù)原位，這是因?yàn)樗膹椓?。?dāng)剎車盤與內(nèi)外摩擦片摩擦后，制動(dòng)間隙增大，超過預(yù)定的柱塞8行程時(shí)，活塞頂著密封環(huán)的摩擦阻力，直到完成制動(dòng)，活塞才會(huì)因制動(dòng)液的壓力而前進(jìn)。活塞和密封圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以彌補(bǔ)通常在0.05-0.15毫米的多余制動(dòng)間隙。內(nèi)外摩擦塊無石棉[23]由半金屬材質(zhì)緊密粘合鋼片而成[23]。圖為2.4浮鉗碟剎1-支架2-剎車鉗殼體3-活塞防塵蓋4-活塞密封圈5-螺栓6-導(dǎo)向套7-導(dǎo)向式防塵罩8-活塞9-止動(dòng)式彈簧10-放氣式螺栓11-外擦件12-內(nèi)擦件13-剎車盤片圖2.5浮動(dòng)鉗碟剎原理2.4制動(dòng)器設(shè)計(jì)的一般原則汽車的制動(dòng)性是指當(dāng)車輛在行進(jìn)過程中，能夠借助外部力量迫使車輛減速到停止或下坡時(shí)保持某一速度。任意一組剎車設(shè)備均包括剎車與剎車傳動(dòng)系統(tǒng)[24]。要想在剎車系統(tǒng)中更好地滿足車輛的實(shí)際需求，在進(jìn)行剎車時(shí)必須綜合考慮下列幾個(gè)方面。2.4.1制動(dòng)效能剎車在各單位輸入壓力或力時(shí)，產(chǎn)生的力或扭力稱為剎車效率。通常使用一個(gè)無量綱化指數(shù)來評(píng)估剎車系統(tǒng)的有效性。剎車效率系數(shù)是指剎車輪或剎車圓盤的有效范圍內(nèi)產(chǎn)生的摩擦對(duì)輸入壓力的比率。如圖2.6所示的鉗盤式制動(dòng)，兩側(cè)剎車片大小對(duì)制動(dòng)盤壓力的摩擦力在F0制動(dòng)盤作用半徑的兩個(gè)作用范圍內(nèi)，另外還有一個(gè)是制動(dòng)盤與制動(dòng)盤摩擦系數(shù)F。因此鉗盤式剎車的功效因素是：(2.1)式中k制動(dòng)器效能因素Mu制動(dòng)力矩F0輸入力所以有n個(gè)旋轉(zhuǎn)制動(dòng)盤的多片全盤效能因數(shù)是2.4.2制動(dòng)間隙調(diào)整簡便性在汽車檢修中，調(diào)整制動(dòng)間隔是較為頻繁的一項(xiàng)作業(yè)，調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)形式及位置應(yīng)盡量簡化；所以，最好采用一種自動(dòng)調(diào)整設(shè)備。2.4.3制動(dòng)器的尺寸及質(zhì)量隨著汽車加速，行駛中的穩(wěn)定問題也日益突出，這就要求汽車具有良好的剎車性能；制動(dòng)器很困難地裝到中心。FF0F0Ff圖2.6制動(dòng)塊受力分析2.4.4噪音的減輕剎車噪音被廣泛地劃分成兩個(gè)低頻率（小于1赫茲）和一個(gè)高頻率（1-11千赫）。剎車片或鼓輪共振導(dǎo)致的低頻[25]。在此基礎(chǔ)上提出了一種新的方法，即：在一定條件下和在一定程度上提高了摩擦特性。一些裝置可以用于剎車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，尤其是對(duì)低頻噪音的抑制，但是應(yīng)該看到，這樣做會(huì)引起剎車力矩的降低，以及增加油門的行程[26]。第三章制動(dòng)器設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)參考本田Civic2.0T第十代車型設(shè)計(jì)。整車質(zhì)量：空載：1650kg滿載：2025kg質(zhì)心位置：空載：a=L1=1095mmb=L2=1640mm滿載：a=L1=1230mmb=L2=1505mm質(zhì)心高度：空載：hg=600mm滿載：hg=550mm軸距：L=2737mm輪距：輪距1585/1587mm（前/后）最高車速：180km/h車輪工作半徑：390mm輪轂尺寸：R1797V輪轂直徑：431.8mm輪缸直徑：54mm輪胎：225/553.2盤式制動(dòng)器主要元件3.2.1制動(dòng)盤碟剎系統(tǒng)的制動(dòng)盤由制動(dòng)盤和制動(dòng)面兩個(gè)基本部件組成。輪轂就是將一個(gè)軸承的車輪裝配在里面。制動(dòng)面是在制動(dòng)盤兩側(cè)進(jìn)行機(jī)械處理的面。為了給剎車墊提供一個(gè)摩擦接觸表面，所以要小心地進(jìn)行機(jī)械加工。剎車盤的整體材質(zhì)為鑄鐵。鑄鐵具有優(yōu)異的耐磨性。剎車盤對(duì)著輪子的一邊叫做外面，對(duì)著輪子的中間叫做里面。另外一種形式是將輪盤的側(cè)面做成兩個(gè)分開的零件。這個(gè)軸是用一個(gè)軸承與軸相連的。所述的帶螺紋通過所述輪轂，通過所述制動(dòng)盤轂凸緣安裝。這種制動(dòng)盤被稱為無轂制動(dòng)盤。這種機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)片比較便宜。如果制動(dòng)面磨損超過切削極限，則很容易更換。本設(shè)計(jì)采用的是第二種型式。制動(dòng)片一般為珠光鑄鐵，而碟形制動(dòng)則為環(huán)形，其圓柱部分的尺寸視其布置尺寸而定。有的鉗盤制動(dòng)器把制動(dòng)片制成兩片碟形，中間開一條輻射形通風(fēng)口，使其散熱面積大大增加，但總體上卻要厚得多；由于本次設(shè)計(jì)的是一款中型汽車，因此在設(shè)計(jì)時(shí)采用了帶排氣口剎車的盤式設(shè)計(jì)。剎車圓盤是由一種合金鑄造而成，加入了鉻鎳或類似物。剎車盤工作時(shí)既要受制動(dòng)片的法向、切向力作用，又要承受熱負(fù)荷[27]。鉗盤式剎車的制動(dòng)盤為了提高制動(dòng)效率，可以做成兩個(gè)圓盤，中間有一個(gè)放射的通氣孔，這樣可以使它的散熱面積大大增加，使它的升溫速度下降20~30%，但是整個(gè)制動(dòng)盤的厚度比較厚。而普通轎車沒有排氣通道的剎車盤，其厚度在10-13毫米左右。此次設(shè)計(jì)采用的是HT250材質(zhì)。制動(dòng)盤工件切面在光滑的加工過程中，對(duì)兩側(cè)表面的平順性(厚薄差別)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，對(duì)制動(dòng)盤的非均衡性進(jìn)行嚴(yán)格的控制。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，剎車盤兩側(cè)的凹凸不平的整度不能超過0.08mm，而剎車片表面擺幅的差值不能超過0.1mm。制動(dòng)碟片粗糙度不能超過0.06mm。(1)制動(dòng)盤直徑D制動(dòng)盤的直徑D要最大，使制動(dòng)盤的有效半徑增大，減少了制動(dòng)鉗的夾力，使摩擦襯墊的壓力減小，使各單元的工作溫度降低，同時(shí)也使制動(dòng)鉗的夾力變小。但因?yàn)閯x車盤的D直徑是用輪胎直徑來做的，所以一般剎車盤的D直徑應(yīng)該是輪胎的70~79%。一般來說，生產(chǎn)廠家會(huì)盡量把部件做得更小更輕，以保證剎車效果。輪圈的直徑是17英尺，由于M=2025公斤。在本設(shè)計(jì)中，制動(dòng)盤直徑為：D=70%～79%Dr=0.791725.4=301～341.122mm三維圖形按尺寸取D=340mm，如圖3.1所示。圖3.1制動(dòng)盤(2)制動(dòng)盤厚度h對(duì)于剎車盤的質(zhì)量和操作時(shí)的溫度來說，剎車盤的厚度影響非常大。盡量減少剎車板的厚度，以免車重過大。剎車時(shí)降低溫度，剎車盤厚不宜過小。制動(dòng)盤不僅可以固態(tài)，還可以將通氣孔澆注在制動(dòng)盤的兩個(gè)工作面之間，起到排氣的效果。一個(gè)通氣剎車盤由一個(gè)冷卻刀片[28]澆鑄在兩個(gè)剎車面之間。這樣的構(gòu)造使得剎車盤鑄型明顯增大了散熱區(qū)域。輪輻旋轉(zhuǎn)時(shí)選用的風(fēng)扇式風(fēng)葉，高效制冷剎車。一般實(shí)心制動(dòng)盤厚10mm至20mm帶通氣孔的為20mm至50mm，但多為20mm至30mm。通風(fēng)制動(dòng)盤式制動(dòng)盤h取22mm為此設(shè)計(jì)。圖形如如圖3.2所示圖3.2制動(dòng)盤(3)外半徑R2與內(nèi)半徑R1的磨擦襯片推薦看好外徑R2與內(nèi)徑R1之比的摩擦片不超過1.5。如果比例過大，那么在運(yùn)行過程中，內(nèi)襯的內(nèi)外周向轉(zhuǎn)速差別很大，摩擦不均衡的情況下，接觸區(qū)域越小，剎車力矩也就越大。本設(shè)計(jì)取外半徑為R2=165mm，則取外半徑為R1=110mm。(4)內(nèi)通軸直徑初選為65mm(5)摩擦襯塊工作面積A摩擦襯片單位面積所占車輛質(zhì)量選用的故摩擦襯片工作面積在1.6kg/～3.5kg/范圍內(nèi)為72.32<A<158.2。在本設(shè)計(jì)中取襯塊的夾角為70°。摩擦襯塊的工作面積A：mm2A取369㎝23.2.2制動(dòng)塊剎車片是一種后板，一種是一種摩擦墊，一種是直接擠壓而成的。該活塞應(yīng)該能夠盡可能地?cái)D壓更多的剎車片區(qū)域，防止襯套出現(xiàn)彎曲并發(fā)出刺耳的聲音。剎車盤后蓋為鋼板。很多盤式剎車都配有一個(gè)報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)它達(dá)到一個(gè)臨界值，這樣就可以及時(shí)地替換它。初選摩擦片厚度為10mm。所作三維圖如圖3.3所示。圖3.3制動(dòng)塊3.2.3制動(dòng)鉗由KTH370-12可鍛造的鑄鐵或QT400-18球墨鑄鐵制成的制動(dòng)鉗，強(qiáng)度和硬度都必須很高。剎車氣缸通常是在鉗身內(nèi)制作而成，也有將獨(dú)立制作的油缸裝在鉗子體內(nèi)。為降低向剎車流體輸送的熱能，多把杯狀的活塞打開一端壓在剎車盤的后面。一些活塞在其開放端面上切割出臺(tái)階形狀，從而在一個(gè)平面上構(gòu)成兩個(gè)小半圓的環(huán)狀端面。該活塞是用鋁鑄造的，也可以是鋼鐵的。為改善其抗磨耗能力，對(duì)其加工面進(jìn)行了鉻化。為了降低剎車系統(tǒng)中傳遞到剎車液中的散熱問題，采用鋁合金材料制作的剎車卡鉗就顯得尤為重要。為了達(dá)到這一目的，在某些情況下，還可以使用一種非金屬的活塞來減少活塞和剎車座之間的接觸面。制動(dòng)鉗體形態(tài)如圖3.4和3.5所示。圖3.4制動(dòng)鉗體a圖3.5制動(dòng)鉗體b3.2.4襯塊報(bào)警裝置設(shè)計(jì)所述的襯墊警示設(shè)備使用了一種單接點(diǎn)警報(bào)系統(tǒng)，所述摩擦塊的最大磨耗厚度是7毫米如果所述摩擦塊超過7毫米時(shí)所述剎車盤就會(huì)與所述剎車塊后板上的警示板發(fā)生磨擦，從而使所述與所述剎車塊接觸件相連的警報(bào)燈點(diǎn)亮。這就像是一種警報(bào)[29]。3.2.5摩擦材料剎車用摩擦材料必須要有良好的、平穩(wěn)的、耐熱衰減的特性，避免在升溫到一定程度后，摩擦因數(shù)迅速降低。材質(zhì)耐磨損、吸水性小、耐擠壓、耐沖擊。剎車時(shí)無噪音及異味，使用的材質(zhì)盡可能小且對(duì)身體無危害。此次選用的填料(包括與樹脂粘合劑配合制成的無機(jī)粉末和橡膠聚合物樹脂等石磨)等材料，以棉纖維為主要成分，調(diào)節(jié)其摩擦特性。各種摩擦材料的摩擦因素約為0.3—0.5個(gè)，個(gè)別達(dá)到0.7個(gè)以上。在剎車裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算中，通常選用0.3-0.35。在選擇磨料的時(shí)候要注意，一般來說，磨擦系數(shù)越大，磨料的耐磨性就越差[30]。初選時(shí)摩擦系數(shù)選擇為f=0.3。3.3制動(dòng)器制動(dòng)力分配分析就汽車而言，在制動(dòng)器制動(dòng)力充足的情況下，根據(jù)其前后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力分布、載重狀況，以及路面的附著因素和斜坡的影響，制動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)以下三種情況：(1)前輪先抱死拖滑然后后輪抱死拖滑。(2)后輪先抱死拖滑然后前輪抱死拖滑。(3)前、后輪同時(shí)抱死拖滑。因此，前后制動(dòng)器的制動(dòng)力分布直接關(guān)系到車輛在剎車過程中的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定及對(duì)地面的利用率，這是在車輛剎車系統(tǒng)中需要解決的一個(gè)問題。3.4同步附著系數(shù)的選取從車輛受力的角度來看，在剎車過程中，前后輪都會(huì)鎖死，而在使用剎車的時(shí)候，車輛的方向穩(wěn)定度也會(huì)變得更好。此時(shí)前后輪剎車制動(dòng)力FU1與FU2的關(guān)系，被稱為前后輪剎車制動(dòng)力分布的完美曲線。前后輪同時(shí)抱死在任何附著力系數(shù)路面上的條件是：前后輪剎車使動(dòng)力和附著力相等；并且前后輪剎車制動(dòng)力分別與各自的附著力相等。Fu1+Fu2=(3.1)Fu1=＃Fz1(3.2)Fu2=Fz2(3.3)圖3.6受力分析圖查了一下表，發(fā)現(xiàn)在空車狀態(tài)下，前輪承載力約為60%，后橋承載力為40%，后橋承載力為55%后橋承載力為45%由力矩平衡知(3.4)其中：——重力Fu1，F(xiàn)u2——前后制動(dòng)力Fz1，F(xiàn)z2--正向前后輪法的反作用力前后制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力分配關(guān)系理想。(3.5)其中L——軸距；a——汽車質(zhì)心距前軸距離；b——汽車質(zhì)心距后軸距離——附著系數(shù)現(xiàn)在很多車都把前制動(dòng)和后制動(dòng)力的配比設(shè)定為常數(shù)，一般前制動(dòng)力和總制動(dòng)力的配比用β來表示，即制動(dòng)的動(dòng)力分配系數(shù)。(3.6)式中fu--汽車剎車總制力。Fu1/Fu2=（1-β）/β(3.7)若用Fu2=β（Fu1）為一直線通過坐標(biāo)原點(diǎn)且其斜率為：(3.8)將(3-4)代入(3-6得)由于是重型車設(shè)計(jì)，要求同步性附著力系數(shù)可有可無，在此選配=0.7由于確定了同步性附著力系數(shù)代入數(shù)據(jù)得分配系數(shù)β=0.691所以：EQβ=Fu1/Fu=0.691(3.9)Fu=Fu1+Fu2(3.10)Fu1+Fu2=GFu1+Fu2=0.720259.8=13891.5N(3.11)由(3.7、9、10、11)得Fu1=4486.3NFu2=9405.2N3.5制動(dòng)器效能因數(shù)制動(dòng)器輸出的力或力矩表示其效能因數(shù)為K=2F，在單位輸入壓力或力的作用下，稱為制動(dòng)器效能因數(shù)(BEF)。f制動(dòng)襯塊實(shí)際上是增益系數(shù)。有如前節(jié)的分析所知：制動(dòng)器的制動(dòng)力矩取f=0.3可以在假設(shè)的理想條件下使結(jié)果與實(shí)際情況接近。k=0.63.6制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算前后軸的最大附著力矩，是由輪胎與路面附著系數(shù)決定的。(3.12)式中：：該車所能遇到的最大附著系數(shù)；q：制動(dòng)強(qiáng)度；：車輪有效半徑；：后軸最大制動(dòng)力矩；G：汽車滿載質(zhì)量；L：汽車軸距；其中q===0.73(3.13)故后軸==994.5N·m后輪的制動(dòng)力矩為994.5/2=497.2N·m前軸=T==0.732/(1-0.732)994.5=2716.3N·m(3.14)前輪的制動(dòng)力矩為2716.3/2=1358.15N·m3.7制動(dòng)系統(tǒng)性能要求對(duì)汽車剎車系統(tǒng)提出了充分的剎車性能，既有行車剎車，也有停車剎車。在驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器上至少有兩組不同的驅(qū)動(dòng)裝置。在任何剎車速度下對(duì)車輛進(jìn)行剎車時(shí)，均不會(huì)使車輛失去操控及方向的穩(wěn)定。避免水及淤泥污染剎車盤的作業(yè)面。需要良好的剎車性能，輕便易操作。3.7.1制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性的要求在剎車時(shí)，汽車沿著規(guī)定的路徑行駛，這是一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)來評(píng)估汽車在剎車時(shí)的操控穩(wěn)定性。若制動(dòng)時(shí)發(fā)生偏斜、側(cè)移等現(xiàn)象，汽車將無法操縱，此時(shí)汽車將轉(zhuǎn)向另一方向。車輛在指定彎道行駛時(shí)保持直線行駛或在制動(dòng)時(shí)保持直線行駛的表現(xiàn)稱為轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性(groundstability)。制動(dòng)跑偏、后輪側(cè)滑、前輪失去操控性能三大類對(duì)于車輛行駛的穩(wěn)定性有以下幾種[32]。當(dāng)車輛在剎車過程中出現(xiàn)跑偏，側(cè)移，或喪失了操縱的功能時(shí)，車輛就會(huì)發(fā)生偏移。所以，在進(jìn)行車輛剎車時(shí)，通常將車輛沿指定路線行進(jìn)的性能作為衡量車輛在剎車過程中的方向穩(wěn)定度。方向的穩(wěn)定度是指在剎車時(shí)，側(cè)滑和失去控制的情況下進(jìn)行的。制動(dòng)跑偏的原因有兩個(gè)：(1)汽汽車的左、右兩個(gè)輪子剎車，尤其是方向盤的左邊和右邊的剎車有不同的制動(dòng)力。(2)制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)（互相干涉）前者是由于制動(dòng)調(diào)整誤差造成的是非系統(tǒng)的。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。側(cè)滑是指在車輛剎車過程中，一個(gè)車軸的一個(gè)輪子或者兩個(gè)車軸的輪子都會(huì)出現(xiàn)側(cè)向打滑的情況[33]。最危險(xiǎn)的狀況是后輪在快速剎車過程中出現(xiàn)側(cè)移.為了避免后輪出現(xiàn)側(cè)滑，必須將前輪和后輪都鎖死，或者是前輪首先鎖死，后輪才不會(huì)鎖死[34]。3.7.2制動(dòng)減速度j的要求由最大剎車減速和剎車行程兩個(gè)指標(biāo)衡量剎車系統(tǒng)的效能。假定車輛在平坦、剛性路面上行進(jìn)，不管路面狀況如何，剎車系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)力。此時(shí)(3.15)式中——汽車前、后輪制動(dòng)力矩的總合。==2716.3+994.5=3710.8N·m=431.8mm=0.432mm——汽車總重m=2025kg代入數(shù)據(jù)得j=7.6m/s轎車制動(dòng)減速度應(yīng)在大于5m/s，所以符合要求。3.7.3制動(dòng)距離S的要求S為勻速制動(dòng)時(shí)制動(dòng)距離S=1/3.6（t1+t2/2）V+V2/(25.92j)(3.16)式中t1--取消剎車盤與襯板之間的間隙時(shí)間，取0.1st2-制動(dòng)力成長歷程所需時(shí)間取0.2SV=30km/h故S=1/3.6（0.1+0.2/2）30+30/(25.92×7.6)=5.82m轎車的最大制動(dòng)距離為：ST=0.1V+V/150ST=0.130+30/150=9mS<ST所以符合要求。3.7.4制動(dòng)性能的各種要求（1）剎車一定要有制動(dòng)力扭力，這個(gè)扭力才能讓它符合實(shí)際需求。（2）轎車制動(dòng)減速度取，此時(shí)比能量耗散率不得大于6.0w/mm2。（3）根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，鼓剎在，盤剎更可取。（4）通常防止剎車盤片熱裂的熱通量應(yīng)不大于41cal/cm2。（5）不得超過1.85千瓦/小時(shí)以避免剎車盤的溫度下降（6）為了避免產(chǎn)生過度的磨擦，fPM不得超過2480Kpa。3.7.5行車制動(dòng)至少有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器的管路在一套失效之后，另外一套系統(tǒng)的制動(dòng)能力，必須保證汽車在沒有失效的情況下，制動(dòng)能力不低于30%。在該方案中，使用了十字雙回路剎車裝置。它的構(gòu)造很簡單，其殘余的制動(dòng)力可以在一條線失效時(shí)達(dá)到50%，但如果一條線被破壞，造成制動(dòng)力不均勻，那么前輪就會(huì)繞過主銷轉(zhuǎn)一圈，使這輛車失去穩(wěn)定[35]，因?yàn)樗哂泻艽蟮闹苿?dòng)力。所以該方法適合于具有負(fù)偏差（20毫米）的主銷偏心量的車輛。這時(shí)剎車動(dòng)作的不平衡，讓車輪產(chǎn)生了向后轉(zhuǎn)動(dòng)，提高了車子的穩(wěn)固性。3.7.6防止水和污泥進(jìn)入制動(dòng)器工作表面當(dāng)被污水和淤泥沾污時(shí)，將導(dǎo)致剎車性能下降，并加快工作面的磨耗。鼓形剎車能夠更好地阻止塵土的直接流入剎車系統(tǒng)，一般不需要特別的處理。如果車輪盤式剎車在泥路上行駛?cè)菀讚P(yáng)起塵土，所以應(yīng)該加以預(yù)防。通常的預(yù)防方法是加裝擋泥板.剎車系統(tǒng)在浸泡后，由于水分的潤滑作用，會(huì)導(dǎo)致摩擦因數(shù)的降低，從而導(dǎo)致水的衰減，出水后，要重復(fù)幾次剎車，才能重新獲得動(dòng)力[36]。3.7.7要求制動(dòng)能力的熱穩(wěn)定性好在較大的坡度下進(jìn)行緩慢剎車時(shí)，因剎車時(shí)的高溫，會(huì)引起摩擦因數(shù)的下降，這就是所謂的“熱衰減”。在剎車減速之后，剎車的緩解會(huì)因?yàn)闅鉁氐慕档鸵约澳Σ敛牧系哪p而重新獲得剎車的性能。3.7.8操縱輕便在所有剎車中，應(yīng)急剎車僅為5%-10%，最大剎車腳蹬力只能大于離合器踏板。最大的腳蹬力通常在（汽車）500N至700N（卡車）之間。緊急情況下，把手的張力不超過400-500N。停車煞車不應(yīng)該超過500N（汽車）至700N（卡車）。3.7.9緊急制動(dòng)時(shí)踏板力的計(jì)算踏板力：(3.17)其中：操縱機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比取制動(dòng)主缸直徑d0=28mm總管路中油壓p＝10.82MPa真空助力器的增力倍數(shù)k=4~6，取k=5。效率η＝0.82～0.86取η＝0.84則N可見踏板力符合法律要求（350~550范圍）。符合法律的要求。而且操縱較為輕便。3.7.10制動(dòng)踏板行程的計(jì)算制動(dòng)踏板工作行程(3.18)其中：（操縱機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比）取47；主缸活塞行程：Sa=（0.8－1.2）d0依《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（五）。第七章液壓缸。表37.7－3.取Sa=25mm；主缸推桿與活塞間隙：0.2mm；主缸活塞空行程：2mm；則得制動(dòng)踏板行程為（47）（25mm+0.2mm+2mm）=108.8～190.4mm法規(guī)要求不大于150~200mm，符合法規(guī)要求。3．8摩擦襯片的磨損特性然而，受加工條件、溫度、壓力及相對(duì)滑移率等因素的作用，使得其在服役過程中的磨損行為很難被精確地預(yù)報(bào)。試驗(yàn)研究表明：溫度、壓力、摩擦系數(shù)及摩擦表面狀態(tài)等因素對(duì)摩擦副磨耗的大小均有顯著作用。當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí)，它的機(jī)械能(動(dòng)能，位能)會(huì)轉(zhuǎn)變成熱能，并在空氣中消散。在極高的剎車密度下，剎車系統(tǒng)耗散了整個(gè)車輛的能量。在這種情況下，剎車摩擦所釋放出的熱無法及時(shí)釋放到空氣中，從而導(dǎo)致剎車系統(tǒng)的溫升增加。即剎車時(shí)的精力負(fù)荷問題。摩擦片(襯層)在能量負(fù)荷增加的情況下，也會(huì)增加損耗。(1)比能量耗散率比能量耗散又稱單位功率負(fù)荷或能量負(fù)荷，表示單位時(shí)間內(nèi)單位摩擦面積耗散的能量[38]。雙軸轎車單獨(dú)前輪剎車耗散率為：(3.19)(3.20)公式中δ-汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的轉(zhuǎn)換系數(shù)為δ=1；ma——汽車總質(zhì)量；v1、v2車型剎車的初速和末速。計(jì)算時(shí)，轎車取v1=27.8m/s，v2=0——制動(dòng)減速度計(jì)算時(shí)取=0.6g；t——制動(dòng)時(shí)間按下式計(jì)算A1——前制動(dòng)襯片的摩擦面積；β——制動(dòng)分配系數(shù)。則=1.37碟剎每平方米單位能耗系數(shù)不大于6.0w/mm2。較高的單位能耗系數(shù)不但會(huì)加快剎車襯（襯）的損耗，還會(huì)導(dǎo)致剎車輪或剎車盤產(chǎn)生裂紋[27]。(2)比滑磨功Lf可測量制動(dòng)時(shí)各襯板表面(假定制動(dòng)的摩擦功消耗了所有能量)的摩擦功，即具體的滑動(dòng)功Lf，從最大制動(dòng)初速到駐車結(jié)束。(3.21)式中：ma：汽車總質(zhì)量；：車輪剎車各剎車襯片摩擦總面積初選A1=370==1478cm；vamax=180km/h=50m/s；[]：許用比滑磨功轎車取1000J/cm～1500J/cmLf==1395.5J/cm2屬于1000J/cm2～1500J/cm2的范圍內(nèi)故符合要求。第四章參數(shù)校核4.1制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算應(yīng)核算制動(dòng)器的熱容量和溫升是否滿足如下條件：(4.1)式中：——制動(dòng)盤的總質(zhì)量；初選=20kg-與制動(dòng)盤(如輪轂、輻條、輪圈、制動(dòng)鉗)連接的加熱金屬部件體等)的總質(zhì)量；初選=30kg——制動(dòng)盤材料的比熱容對(duì)鑄鐵=482J／(kg·K)對(duì)鋁合金c=880J／(kg·K)；=482J/(kg·K)——熱金屬件與剎車盤相連接的比熱容量；==482J/(kg·K) ——制動(dòng)鼓(盤)的溫升(一次由=20km/h到完全停車的強(qiáng)烈制動(dòng)初選=14℃溫升不應(yīng)超過15℃)；JL——全負(fù)荷制動(dòng)時(shí)，車輛可通過前后制動(dòng)吸收制動(dòng)產(chǎn)生的全部熱量，并按前后軸力分配比例分配到前后剎車上，也就是全負(fù)荷制動(dòng)時(shí)剎車速度更快。(4.2)(4.3)式中——滿載汽車總質(zhì)量；=2025kg——汽車制動(dòng)時(shí)的初速為va=20m/s；-汽車制動(dòng)制動(dòng)力分配系數(shù)=0.732=J而337400296460符合要求因此剎車的熱容量和升溫都是符合要求的。4.2制動(dòng)器的調(diào)試4.2.1制動(dòng)盤的技術(shù)要求(1)剎車盤表面應(yīng)干凈，干燥，組裝，運(yùn)輸期間，不得沾上任何油脂。(2)把制動(dòng)片固定到車上，旋緊輪輻螺絲，上扣最大力矩為70-80N。兩摩擦表面的波動(dòng)范圍不能大于0.10。(3)制動(dòng)盤材料：HT250GB9439-88。4.2.2制動(dòng)鉗技術(shù)總成要求(1)在組裝之前，必須將零件清洗并烘干，并采用無腐蝕性的清潔劑，禁止在組裝過程中，氣缸中不能有任何雜質(zhì)。(2)為防止對(duì)被切削表面造成損傷，在組裝時(shí)，必須在其上涂適量的潤滑油。將合適數(shù)量的硅樹脂7502(ZBE40002-86)均勻地涂在其內(nèi)側(cè)兩圈，然后再裝配活塞防塵罩。在70℃的高溫下浸泡了12個(gè)小時(shí)的活塞密封環(huán)用的橡皮潤滑脂，并用GZ85011涂抹。在安裝過程中必須注意，不能強(qiáng)行插入，要緩慢地將活塞推入卡箍氣缸的孔內(nèi)。(3)軸銷及支座、軸銷套管安裝時(shí)，軸銷內(nèi)側(cè)及軸銷表面的橡膠滑油GZ85011也應(yīng)使用在軸銷內(nèi)側(cè)及密封件上。(4)《制動(dòng)鉗總成性能要求及臺(tái)架試驗(yàn)方法》GB/T592-1999關(guān)于制動(dòng)鉗裝配的規(guī)范。(5)剎車鉗進(jìn)油嘴螺紋規(guī)格為M10×1-6H。(6)用制動(dòng)盤裝上制動(dòng)鉗組件后，在鉗鉗的整體成型過程中會(huì)產(chǎn)生10MPa的氣壓，然后再將其卸下并轉(zhuǎn)動(dòng)5圈制動(dòng)塊。用厚尺量測兩塊剎車的蹄塊與剎車輪的間隙之和，應(yīng)符合要求：0.10mm-0.25mm，制動(dòng)盤滯轉(zhuǎn)扭矩不得大于5牛頓。(7)一臺(tái)汽車的剎車閘應(yīng)采用相同的制造廠商，并將左、右剎車夾分別裝在一起。(8)制動(dòng)夾組件中的制動(dòng)蹄必須符合《汽車制動(dòng)夾襯片》(GB5763-1998)中所列的要求。4.2.3輪轂總成技術(shù)要求(1)輪轂材料；40Cr。(2)輪胎軸承在F1=2955N(靜止)F2=591N(交流)時(shí)應(yīng)具備的測試條件是：經(jīng)過100000公里的疲勞測試，不能出現(xiàn)燃燒、卡頓、斷裂等異?，F(xiàn)象。軸承測試時(shí)不能超過232℃。(3)車輪軸承密封圈耐久度測試：泥漿和泥漿應(yīng)符合吉士Z89018的要求，攪拌比例為5%，在密封處噴灑泥漿1小時(shí)，轉(zhuǎn)速為300r/min，停車1小時(shí)，轉(zhuǎn)速為1000r/min，環(huán)境：室溫。在100個(gè)小時(shí)之后，泥漿和水不能從密封的地方滲入到軸承中。(4)軸向間隙在0.01毫米到0.025毫米之間。在軸承中預(yù)加適當(dāng)?shù)臐櫥?。潤滑脂的特性?yīng)符合車輪軸承(SUBSTRUCTION)的測試規(guī)范。(5)輻條螺絲釘一定要壓正位置，在150Nm的扭力下才能停止轉(zhuǎn)動(dòng)。盤式剎車總成裝配圖如圖4.1所示，計(jì)算分析得出的結(jié)果最終繪制而成。圖4.1盤式制動(dòng)器總成裝配圖第五章有限元分析5.1NX軟件介紹UG軟件是由西門子公司開發(fā)的一種面向客戶進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造工藝的數(shù)字化建模與驗(yàn)證的軟件系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，通過實(shí)例驗(yàn)證了NX系統(tǒng)的實(shí)用性，為用戶在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、過程設(shè)計(jì)等方面的應(yīng)用提供了切實(shí)可行的解決方案。UG技術(shù)以其卓越的性能和易操作性，卓越地支持著廣泛的實(shí)體和模型設(shè)計(jì)任務(wù)于CAD/CAM環(huán)境中。起初，它專為工作站環(huán)境定制，然而伴隨著計(jì)算機(jī)硬件的革新及個(gè)人用戶的迅速增長，UG在個(gè)人電腦領(lǐng)域的應(yīng)用如雨后春筍般蓬勃發(fā)展，并穩(wěn)固確立了其在模具工業(yè)三維設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的領(lǐng)軍地位。UG自1969年起采用C語言進(jìn)行了開發(fā)。UG是一種適用于求解離散點(diǎn)問題的二次和三維無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格算法。UGNX選擇了這一有限元分析，其主界面見下圖。圖5.1NX操作界面有限元分析是一種用簡單且易于操作的單元來模擬現(xiàn)實(shí)世界中具有無窮未知量的實(shí)際系統(tǒng)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，要求工程師能夠準(zhǔn)確預(yù)測產(chǎn)品的壽命、強(qiáng)度、技術(shù)性能等，這就要求設(shè)計(jì)出更高的產(chǎn)品。在計(jì)算機(jī)技術(shù)日益發(fā)達(dá)的今天，有限元法已經(jīng)成為解決這類復(fù)雜結(jié)構(gòu)問題的有效手段。目前，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行有限元分析已成為不可或缺的方法。在CNC系統(tǒng)中，有很多的CNC程式可供使用，例如平面銑、型腔銑削、曲面多軸銑削等；在此基礎(chǔ)上，再結(jié)合具體的材料、尺寸等，計(jì)算出加工過程中所產(chǎn)生的誤差。本系統(tǒng)在有限元分析中提供了約束、網(wǎng)格劃分、加載和約束等多種材料的數(shù)據(jù)庫，如45、Q235等，最終通過軟件求解得到所需應(yīng)力云圖。在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)行相應(yīng)的分析，根據(jù)需要，可以從云圖中直接抽取所需的資料，也就是說，用有限單元法得到的只有云圖。軟件自帶的材料庫UG具有豐富的材料庫，只需將所需的原材料導(dǎo)入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，然后在有限元仿真結(jié)束后，再將所得到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入虛擬仿真環(huán)境。只要按下按鈕，就能打開材料庫。按鈕打開原料庫，所有的原料都是UG自帶的，包括ABS、Iron40等等?？梢钥闯?，其中許多材質(zhì)，但都與國標(biāo)不符。材料庫本項(xiàng)目以Iron40、Iron60為研究對(duì)象，分別與國家標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用頻次最高的30和45相對(duì)應(yīng)。5.2零件的有限元分析首先，對(duì)結(jié)構(gòu)的安裝方式、固定方式和受力條件等問題進(jìn)行研究，確定該結(jié)構(gòu)的荷載限制，這是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一步。第一步做完之后，接著是有限的分析，劃分網(wǎng)格，分派材料；在此基礎(chǔ)上，再做一個(gè)有限元分析，就可以得出一個(gè)估計(jì)值。5.2.1靜力學(xué)分析1）劃分多面體網(wǎng)格多個(gè)小單元在有限元分析過程中被分割成若干個(gè)獨(dú)立的單元，從而將結(jié)構(gòu)中存在的各種復(fù)雜部件的受力減小到最小程度，從而使各單元受力情況的求解變得輕而易舉。眾所周知，格子越細(xì)，三面體就會(huì)被分割得更加細(xì)小。細(xì)分區(qū)和大柵格差別不大。而結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部分，則需要分格(grid)。多面體網(wǎng)格劃分結(jié)果如下圖：多面體網(wǎng)格網(wǎng)格與節(jié)點(diǎn)數(shù)量此處，單元數(shù)為1308；節(jié)點(diǎn)數(shù)量為2962。2）指派載荷與約束在有限元計(jì)算中，約束和載荷是兩個(gè)非常重要的參數(shù)，當(dāng)約束條件不確定時(shí)，即使得到的數(shù)據(jù)是正確的，也會(huì)得到很好的結(jié)果。許多情況下，都會(huì)發(fā)生不可預(yù)料的狀況。載荷是指構(gòu)件受到的外部力，已有的載荷形式包括作用于構(gòu)件表面的扭矩、力矩等。這里所說的力加載是指能夠?qū)Ρ患庸ぜ谋砻媸┘右粋€(gè)力，并且作用于被加工表面的扭矩，扭矩載荷可以通過載荷分配工具直接分配。載荷與約束結(jié)果如下圖所示：施加載荷與約束3）分析應(yīng)力在完成網(wǎng)格劃分、約束載荷分配的基礎(chǔ)上，利用求解按鈕求解應(yīng)力云圖，再經(jīng)連續(xù)運(yùn)算即可得到所需要的應(yīng)力云圖。在后續(xù)的研究與應(yīng)用中，應(yīng)以應(yīng)力云圖為依據(jù)，快速地對(duì)各影響因素進(jìn)行分析。同時(shí)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可通過計(jì)算各構(gòu)件的受力情況，確定構(gòu)件的增減范圍實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的強(qiáng)度優(yōu)化。得到應(yīng)力云圖如下：應(yīng)力云圖5.2零件的有限元分析首先，對(duì)結(jié)構(gòu)的安裝方式、固定方式和受力條件等問題進(jìn)行研究，確定該結(jié)構(gòu)的荷載限制，這是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一步。第一步做完之后，接著是有限的分析，劃分網(wǎng)格，分派材料；在此基礎(chǔ)上，再做一個(gè)有限元分析，就可以得出一個(gè)估計(jì)值。5.2.1靜力學(xué)分析1）劃分多面體網(wǎng)格多個(gè)小單元在有限元分析過程中被分割成若干個(gè)獨(dú)立的單元，從而將結(jié)構(gòu)中存在的各種復(fù)雜部件的受力減小到最小程度，從而使各單元受力情況的求解變得輕而易舉。眾所周知，格子越細(xì)，三面體就會(huì)被分割得更加細(xì)小。細(xì)分區(qū)和大柵格差別不大。而結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部分，則需要分格(grid)。多面體網(wǎng)格劃分結(jié)果如下圖：多面體網(wǎng)格網(wǎng)格與節(jié)點(diǎn)數(shù)量此處，單元數(shù)為1380；節(jié)點(diǎn)數(shù)量為2962。2）指派載荷與約束在有限元計(jì)算中，約束和載荷是兩個(gè)非常重要的參數(shù)，當(dāng)約束條件不確定時(shí)，即使得到的數(shù)據(jù)是正確的，也會(huì)得到很好的結(jié)果。許多情況下，都會(huì)發(fā)生不可預(yù)料的狀況。載荷是指構(gòu)件受到的外部力，已有的載荷形式包括作用于構(gòu)件表面的扭矩、力矩等。這里所說的力加載是指能夠?qū)Ρ患庸ぜ谋砻媸┘右粋€(gè)力，并且作用于被加工表面的扭矩，扭矩載荷可以通過載荷分配工具直接分配。載荷與約束結(jié)果如下圖所示：施加載荷與約束3）分析應(yīng)力在完成網(wǎng)格劃分、約束載荷分配的基礎(chǔ)上，利用求解按鈕求解應(yīng)力云圖，再經(jīng)連續(xù)運(yùn)算即可得到所需要的應(yīng)力云圖。在后續(xù)的研究與應(yīng)用中，應(yīng)以應(yīng)力云圖為依據(jù)，快速地對(duì)各影響因素進(jìn)行分析。同時(shí)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可通過計(jì)算各構(gòu)件的受力情況，確定構(gòu)件的增減范圍實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的強(qiáng)度優(yōu)化。得到應(yīng)力云圖如下：應(yīng)力云圖5.2零件的有限元分析首先，對(duì)結(jié)構(gòu)的安裝方式、固定方式和受力條件等問題進(jìn)行研究，確定該結(jié)構(gòu)的荷載限制，這是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一步。第一步做完之后，接著是有限的分析，劃分網(wǎng)格，分派材料；在此基礎(chǔ)上，再做一個(gè)有限元分析，就可以得出一個(gè)估計(jì)值。5.2.1靜力學(xué)分析1）劃分多面體網(wǎng)格多個(gè)小單元在有限元分析過程中被分割成若干個(gè)獨(dú)立的單元，從而將結(jié)構(gòu)中存在的各種復(fù)雜部件的受力減小到最小程度，從而使各單元受力情況的求解變得輕而易舉。眾所周知，格子越細(xì)，三面體就會(huì)被分割得更加細(xì)小。細(xì)分區(qū)和大柵格差別不大。而結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部分，則需要分格(grid)。多面體網(wǎng)格劃分結(jié)果如下圖：多面體網(wǎng)格網(wǎng)格與節(jié)點(diǎn)數(shù)量此處，單元數(shù)為1380；節(jié)點(diǎn)數(shù)量為2962。2）指派載荷與約束在有限元計(jì)算中，約束和載荷是兩個(gè)非常重要的參數(shù)，當(dāng)約束條件不確定時(shí)，即使得到的數(shù)據(jù)是正確的，也會(huì)得到很好的結(jié)果。許多情況下，都會(huì)發(fā)生不可預(yù)料的狀況。載荷是指構(gòu)件受到的外部力，已有的載荷形式包括作用于構(gòu)件表面的扭矩、力矩等。這里所說的力加載是指能夠?qū)Ρ患庸ぜ谋砻媸┘右粋€(gè)力，并且作用于被加工表面的扭矩，扭矩載荷可以通過載荷分配工具直接分配。載荷與約束結(jié)果如下圖所示：施加載荷與約束3）分析應(yīng)力在完成網(wǎng)格劃分、約束載荷分配的基礎(chǔ)上，利用求解按鈕求解應(yīng)力云圖，再經(jīng)連續(xù)運(yùn)算即可得到所需要的應(yīng)力云圖。在后續(xù)的研究與應(yīng)用中，應(yīng)以應(yīng)力云圖為依據(jù)，快速地對(duì)各影響因素進(jìn)行分析。同時(shí)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可通過計(jì)算各