摩擦性能試驗(yàn)研究及制動(dòng)器摩擦襯片的優(yōu)化設(shè)計(jì)

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1、屮圖分類號(hào)：THim學(xué)校代碼：10856學(xué)號(hào)：M010312110碩士學(xué)位論文Master’sThesis摩擦性能試驗(yàn)研究及制動(dòng)器論文題目摩擦襯片的優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專業(yè)張向偉作者姓名金曉怡教授指導(dǎo)教師完成口期2014年12月中圖分類號(hào)：TH117.1學(xué)校代碼：10856學(xué)號(hào)：M010312110上海工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文摩檫性能試驗(yàn)研宄及制動(dòng)器摩檫襯片的優(yōu)化設(shè)計(jì)作者姓名：張向偉指導(dǎo)教師：金曉怡教授專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士完成時(shí)間：2014年12月評(píng)閱人：烏匕乂答辯委員

2、會(huì)主席：1%成員：iK只電、#1iM上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所遞交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研宄做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：曰期：年）月及曰上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交

3、論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)上海工程技術(shù)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在_年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不保密(請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“V”）學(xué)位論文作者簽名:指導(dǎo)教師簽名:曰期：年》月$曰曰期：年月X曰UniversityCode：10856StudentID:M010312110EXPERIMENTALRESEARCHONFRICTIONPERFORMANCEANDOPTIMIZATIO

4、NDESIGNOFTHEBRAKEFRICTIONPLATECandidate:ZhangXiangWeiSupervisor:ProfessorJinXiaoYiMajor:MechanicaldesignandtheoryCollegeofMechanicalEngineeringShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2014摩擦性能試驗(yàn)研究及制動(dòng)器摩擦襯片的優(yōu)化設(shè)計(jì)摘要據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，摩擦大約消耗了超過1/3的能

5、源，而磨損導(dǎo)致了超過70%的裝備失效。為了減少經(jīng)濟(jì)損失，近年來人們?cè)絹碓街匾暷Σ聊p基本規(guī)律的研究與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的結(jié)合，本課題的研究正是基于這方面的內(nèi)容而展開的。本文首先介紹了摩擦磨損相關(guān)的基本原理，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)不同的試驗(yàn)方案來研究不同參數(shù)對(duì)摩擦系數(shù)的影響規(guī)律和權(quán)重次序；然后建立銷盤摩擦副的二維和三維模型，觀察接觸應(yīng)力的分布情況以及載荷對(duì)接觸應(yīng)力的影響；最后，根據(jù)摩擦磨損機(jī)理對(duì)揚(yáng)州源鋒機(jī)電有限公司提供的鼓式制動(dòng)器進(jìn)行研究，主要包括襯片夾具的摩擦學(xué)設(shè)計(jì)和鼓式摩擦片的參數(shù)優(yōu)化。論文研究的主要內(nèi)容和結(jié)果如下：(

6、1)運(yùn)用MMW-1A和MMS-2A摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，設(shè)計(jì)試驗(yàn)來檢測(cè)速度、載荷對(duì)摩擦系數(shù)的影響規(guī)律，并根據(jù)正交試驗(yàn)完成速度、載荷、時(shí)間影響摩擦系數(shù)的顯著順序。試驗(yàn)結(jié)果表明：摩擦系數(shù)隨著載荷、速度的增大有減小的趨勢(shì)，影響程度的順序?yàn)檩d荷、時(shí)間、速度。這就為后續(xù)的研究工作奠定了理論基礎(chǔ)。(2)在有限元軟件Ansys中建立銷盤副的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模型，對(duì)接觸應(yīng)力進(jìn)行模擬分析。仿真結(jié)果表明，接觸應(yīng)力的分布呈現(xiàn)中間小、邊緣大的態(tài)勢(shì)；銷盤滑動(dòng)以后，接觸應(yīng)力場(chǎng)向滑動(dòng)方向偏移，銷底部邊緣出現(xiàn)最大值，并且應(yīng)力值有所增大。另外，通過建立

7、的三維模型分析載荷對(duì)接觸應(yīng)力的影響，發(fā)現(xiàn)隨著載荷的增大接觸應(yīng)力值增大，分布狀態(tài)沒有改變。有限元的分析可以從直觀上觀察接觸應(yīng)力分布，同時(shí)也為摩擦磨損機(jī)理研究提供的途徑。(3)根據(jù)提供摩擦片的形狀設(shè)計(jì)夾具，分別從定位和夾緊方面考慮，確定夾具的主體和夾緊裝置，然后對(duì)其仿真分析，得到最大偏移量為0.000197mm、承受最大應(yīng)力為1.09Mpa，滿足要求。這樣的分析能夠?yàn)榧庸ぶ圃鞙p小誤差、保證裝配精度。(4)利用SolidWorks建立鼓式制動(dòng)器的幾何模型，并導(dǎo)入AnsysWorkbench中，分析不同條件下摩擦片

8、的應(yīng)力分布，完成摩擦片的材質(zhì)、起始角、厚度的優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析結(jié)果表明，當(dāng)材質(zhì)為少金屬類、厚度在3mm～5mm之間、起始角在25°～27°I之間的摩擦片，接觸應(yīng)力集中程度降低，波動(dòng)比較穩(wěn)定，能夠提供良好的制動(dòng)性能和增加使用壽命。參數(shù)的優(yōu)化能夠?yàn)樾滦椭苿?dòng)器的開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。關(guān)鍵詞：摩擦試驗(yàn)，銷盤接觸仿真，夾具設(shè)計(jì)，鼓式制動(dòng)器，參數(shù)優(yōu)化IIEXPERIMENTALRESEARCHONFRICTIONPERFORMANC