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第1章 概述1

1.1盘式制动器发展历程1

1.2盘式制动器结构原理3

1.2.1钳盘式制动器结构3

1.2.2液压和气压盘式制动器结构4

1.2.3盘式制动器优缺点6

1.3制动摩擦材料的发展和特性7

1.3.1制动摩擦材料的发展7

1.3.2摩擦材料的技术要求及组成7

1.3.3摩擦材料的分类8

1.4盘式制动器热应力问题研究现状9

1.4.1热机耦合数值计算9

1.4.2温度场10

1.4.3摩擦副间的传热分析10

1.5盘式制动器摩擦学问题研究现状11

1.5.1制动摩擦学行为和机理11

1.5.2磨损模型分析14

1.5.3热摩擦磨损数值计算14

1.6盘式制动器制动性能检测技术研究现状15

1.6.1制动器制动性能15

1.6.2制动器制动性能检测15

参考文献18

第2章 制动系参数选择及制动器的设计计算23

2.1制动系主要参数及其选择23

2.1.1制动力与制动力分配系数24

2.1.2同步附着系数及最大制动力矩26

2.1.3盘式制动器主要参数的确定29

2.2制动器的设计计算31

2.2.1盘式制动器总制动力矩计算31

2.2.2制动器效能因数及磨损特性计算32

2.2.3热容量和温升计算34

2.2.4制动性能的校核35

2.3制动器主要零部件的结构设计及强度计算36

2.3.1杠杆的计算36

2.3.2支架的计算37

2.3.3支架连接螺栓的计算38

2.3.4导销的计算39

2.4制动驱动机构结构形式的选择与设计计算40

2.4.1制动气室设计40

2.4.2储气筒41

2.4.3空气压缩机的选择41

2.5制动器参数化设计系统开发42

2.5.1系统总体设计框架42

2.5.2全局参数变量选择43

2.5.3人机交互界面设计46

参考文献49

第3章 盘式制动器关键零部件性能分析50

3.1结构强度试验研究50

3.1.1支架疲劳台架试验50

3.1.2应力测量试验51

3.2盘式制动器总成分析53

3.2.1钳体受力分析53

3.2.2支架受力分析54

3.3盘式制动器关键零部件的有限元分析54

3.3.1钳体静力学分析54

3.3.2支架静力学分析56

3.4盘式制动器支架的疲劳分析及结构优化64

3.4.1盘式制动器支架疲劳分析64

3.4.2支架结构优化66

3.5盘式制动器支架磨损特性69

3.5.1支架磨损数值建模70

3.5.2支架磨损数值计算结果分析72

参考文献81

第4章 盘式制动器热机耦合研究83

4.1热机耦合试验研究83

4.1.1温度测量方法83

4.1.2试验设备与内容84

4.1.3试验结果与分析84

4.2热机耦合理论模型建立86

4.2.1盘式制动器三维模型建立86

4.2.2盘式制动器有限元模型建立86

4.2.3边界条件确定88

4.3对流换热系数计算方法研究90

4.3.1基于解析法的对流换热系数90

4.3.2基于ANSYSCFD的对流换热系数91

4.3.3求解结果对比分析95

4.4紧急制动工况下热机耦合数值计算结果分析与试验验证96

4.4.1温度场分布特性研究96

4.4.2应力场分布特性研究100

4.4.3接触压力分布特性研究102

4.5连续制动工况下热机耦合数值计算结果分析与试验验证102

4.5.1温度场分布特性研究102

4.5.2应力场分布特性研究105

4.5.3接触压力分布特性研究106

参考文献107

第5章 盘式制动器摩擦磨损机理109

5.1盘式制动器摩擦材料分析及试验研究109

5.1.1摩擦材料组成109

5.1.2销盘式小样摩擦磨损试验110

5.1.3惯性台架试验113

5.2树脂基复合摩擦材料摩擦磨损规律分析114

5.2.1摩擦磨损数学模型建立114

5.2.2摩擦磨损仿真分析118

5.2.3压力分布对摩擦材料表面接触压力的影响121

5.2.4压力分布对摩擦材料摩擦磨损特性的影响125

5.3盘式制动器热摩擦磨损研究128

5.3.1热摩擦磨损数值模拟方法的实现128

5.3.2热摩擦磨损数学模型建立130

5.3.3紧急制动工况下热摩擦磨损仿真分析130

5.3.4温度对磨损深度、接触面积及接触压力的影响134

5.4盘式制动器热磨损失效机理137

5.4.1摩擦片主要磨损形式137

5.4.2温度对摩擦片磨损类型的影响141

参考文献142

第6章 制动器性能测试方法和装置144

6.1制动器试验标准简介144

6.2制动器性能测试试验及方法145

6.2.1制动器效能试验145

6.2.2制动器热衰退恢复试验146

6.2.3制动衬片/衬块磨损试验147

6.2.4制动器疲劳强度台架试验148

6.3制动器总成疲劳试验台架研制149

6.3.1制动器总成疲劳试验台架设计要求149

6.3.2总体方案151

6.3.3机械传动系统153

6.3.4工装夹具设计153

6.3.5测控系统154

6.3.6支撑系统156

6.4工装夹具参数的正交优化158

6.4.1正交试验简介158

6.4.2工装夹具正交试验设计159

6.4.3工装夹具参数优化162

6.4.4总结168

参考文献168