車浮鉗式盤式制動器有限元分析

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1、汽車浮鉗式盤式制動器有限元分析汽車浮鉗式盤式制動器有限元分析第3期2009年3月機械設(shè)計與制造MachineryDesign&Manufacture55文章編號:1001—3997(2009)03—0055—02汽車浮鉗式盤式制動器有限元分析水王滿祥蘇小平王東方(南京工業(yè)大學(xué)機械與動力工程學(xué)院,南京210009)FiniteelementanalysisofautomobilefIoatingdisc-brakeWANGMan-xiang,SUXiao-ping,WANGDong—fang(Nanjin

2、gUniversityofTechnology,TheSchoolofMechanicalandPowerEngineering,Nanjing210009,China)6【摘要】運用軟件UG4.0建立某型號轎車盤式制動器總成的三維模型,通過軟件集成技術(shù)在有限6;元軟件MSCNastran環(huán)境下對制動器的活塞,支架及鉗體等重要零件進行了有限元分析,獲得了制動器;l總成零件在工作狀態(tài)下應(yīng)力,應(yīng)變及位移分布云圖.仿真結(jié)果表明制動器的活塞,支架和鉗體滿足強度設(shè):i計要求,證明盤式制動器的設(shè)計是合理的.;關(guān)鍵詞:制動器

3、;有限元分析;UG;MSCNastran{{【Abstract】Physicalmodelsofthesomeautomobiledisc-brakeareestablishedbyusingthesoftware:¨-6UG4～0UndertheenvironmentofMSCNastran,thefiniteelementanalysisofthekeypartssuchcylin—j;r,clampandbracketiscarriedoutbythesoftwareintegrationtechniqu

4、e,anddistributionsofstress,stain{:anddisplacementofthecylinder,theclampandthebracketonthestageofnormalworkingaredrawn.Re一!isultsofthesimul~ionshowthatofthecylinder,theclampandthebracketsatisfydesignrequirementsand:{designingofthedisc-brakeissuccessfu1.6;Keyw

5、ords:Brake;FEM;uG;MSCNastran;……….…】ot,.o一,Ht,..t.t,,oI,ot,t,.刪….’,.’中圖分類號:TH16文獻標(biāo)識碼:A1引言制動器在車輛安全l生方面起著相當(dāng)重要的作用,直接影響到這些車輛的正常行駛,因而制動器總成及其零部件的安全可靠性倍受關(guān)注.運用CAD/CAE技術(shù)對某浮鉗式盤式制動器的關(guān)鍵零件進行了有限元分析,分析結(jié)果表明制動鉗體等關(guān)鍵零件滿足設(shè)計強度要求.2浮鉗式盤式制動器的受力分析當(dāng)制動時,活塞在液壓力的作用下推動內(nèi)摩擦塊沿著導(dǎo)向銷軸向移動,以一定的壓力

6、壓向制動盤,同時制動鉗鉗體也在液壓反向力作用下將外制動盤以一定壓力壓向制動盤,這時摩擦襯片便于制動盤問產(chǎn)生摩擦力,從而達到制動的目的.在制動過程中,當(dāng)受力的平衡狀態(tài)下,制動鉗鉗體受力為:(1)制動盤反作用力通過內(nèi)側(cè)摩擦塊,活塞和制動液作用在鉗體的油缸側(cè)壁.(2)~lj動盤反作用力通過外側(cè)摩擦塊對鉗體產(chǎn)生一個推力.(3)與支架相接螺栓孔處又來自支架對鉗體的作用力.制動器支架的受力情況為:①制動盤與摩擦襯塊問的摩擦力通過制動底板傳到支架的一側(cè),來自與支架滑槽相觸的是制動底板對滑槽的壓力,而壓力的大小取決與摩擦片圓周

7、摩擦力的大小;②支架固定處來自轉(zhuǎn)向節(jié)的反作用力;③與鉗體相接處來自鉗體的反作用力.通過對該浮鉗盤式制動器的關(guān)鍵零件進行受力分析,這些作用力將作為載荷邊界條件添加到有限元分析模型中.3有限元模型的建立3.1劃分網(wǎng)格在UG4.0軟件建立該型號浮鉗盤式制動器三維模型后,如圖1所示.通過軟件集成技術(shù)將模型導(dǎo)入到UG集成的有限元前處理模塊”simulationdesign”中自動劃分網(wǎng)格.網(wǎng)格劃分前,需要簡化模型,可以減少分析求解所需要的時間.為了能準(zhǔn)確地反應(yīng)各零件的應(yīng)力,應(yīng)變及位移的規(guī)律,采用1O節(jié)點四面體單元作為劃分

8、網(wǎng)格類型.完成網(wǎng)格劃分后,可在屙『生編輯器評價和修改網(wǎng)格屬性以改進網(wǎng)格,這樣能在邊緣和高應(yīng)力處細化和改善網(wǎng)格.圖l浮鉗盤式制動器模型裝配總成劃分及檢查單元網(wǎng)格后,該制動器的關(guān)鍵零件活塞,支架和鉗體的網(wǎng)格信息為:活塞的網(wǎng)格節(jié)點數(shù)為14316,單元數(shù)為7760;制動鉗支架的網(wǎng)格節(jié)點數(shù)為19363,單元數(shù)為9857;制動鉗鉗體的網(wǎng)格節(jié)點數(shù)為62609,單元數(shù)為35393.其中網(wǎng)格的質(zhì)量控制指