基于ANSYS的盘式制动器优化设计开题报告

1. 研究目的与意义

在汽车的整体结构中，制动系统是保证行车安全极其重要的一个组成部分，因为制动系统既可以使行驶中的汽车减速，又要保证驻车时汽车在原地停留不得移动。由此可见，汽车的制动系统对于汽车的行驶安全、驻车安全和运输经济效益有十分重要的作用。

随着我国国民经济的跨越式发展，汽车已成为货物运输、人员流动的重要工具．制动器是汽车的核心部件，其可靠性关系到人的生命和财产的安全。因此，在不提高制造成本、不增加制动距离的前提下，如何设计出可靠性高的制动器，是汽车企业和科研工作者关注的热点问题。

经济的快速发展和科技水平的不断提升，增大了人们对汽车的购买需求，因此汽车产量和销量在相当长的一段时间内势必会逐年增加，而汽车的性能也将引起人们的更多关注和重视，其中安全性与舒适性将成为汽车工业发展的重点和难点。汽车制动系统是保障汽车安全性能的关键因素，因此对汽车制动系统的研究已成为现在汽车研究的重要课题。而汽车制动系统要求具有足够的制动力，良好的制动可靠性，制动器是制动系统中最重要的一个部件，其好坏决定了汽车是否具有优良的制动性能。目前用途最广泛的制动器有鼓式制动器和盘式制动器这两类。鼓式制动器又名块式制动器，是较早出现的制动器，主要依靠制动块压紧制动轮来实现刹车。盘式制动器刹车作用过程与鼓式比较相似，利用制动盘与静止摩擦片接触来产生摩擦从而使车轮减速实现刹车的目的。因此良好的制动性能也成为了衡量一部汽车安全性的重要成分。

2. 课题关键问题和重难点

1.关键问题：

⑴.确定盘式制动器的主要参数，保证后续通过计算得到的数据不会有大的偏差。

⑵.根据所得盘式制动器数据，用nx或其他建模软件，建出盘式制动器零件模型并进行装配。

3. 国内外研究现状（文献综述）

1项目研究的国内外发展现状

1.1项目国内研究现状

伴随汽车的发明而产生的制动器，在人们对其百年的使用与认识过程中，逐渐开始了制动器的摩擦、接触、振动、温度以及噪声等方面的研究。制动效能因数是制动器性能的重要指标。现在普遍的鼓式制动器仍然存在着制动效能不稳定、摩擦副压力分布不均匀等缺点，因此其制动效能易于发生热衰退、水衰退和机械衰退等问题。所以对制动效能因数的变化特性的深入研究，对提高制动器性能有重要意义。韩文明等分析单自由度和二自由度制动蹄效能因数随摩擦片上径向合力作用点位置和摩擦系数变化的特性，将制动效能因数分解为分别取决于制动蹄的杠杆增力作用和摩擦自增势(或自减势)作用的两部分,进而分析每部分制动效能因数随摩擦片上径向力作用点位置和摩擦系数的变化特性,并提出提高制动效能及其稳定性的有效途径，为普通鼓式制动器的改进提供理论基础。宁晓斌等应用多体动力学仿真软件adams,通过开发柔性体摩擦片与刚体制动蹄连接模块、柔性体摩擦片与刚体制动鼓接触模块,建立了矿用汽车鼓式制动器非线性刚柔耦合仿真模型，并计算出制动器效能因数i^[4]。 针对摩擦衬片压力分布不均匀的问题，吕振华等定义摩擦片压强的两种不均匀度指数,推导现有的鼓式制动器的不均匀度指数计算公式，分析其变化特性,以这两种压强不均匀度指数作为新的评价指标，评价各种型式的鼓式制动器，并提出制动蹄分为相互联动的两部分的结构型式可显著提高制动效能。摩擦衬片与制动鼓属于典型摩擦接触问题，通过有限元仿真分析的方法，可得到试验较难测得的接触应力分布状态。毛智东等通过利用有限元分析软件ansys建立鼓式制动器的有限元模型，分析了摩擦衬片与制动鼓的接触应力，得到接触压力的分布特性和制动器的应力分布场，结果表明分析精度较高，为设计提供了理论指导间。

4. 研究方案

1.设计研究方案

（1）选定车型，确定盘式制动器的主要参数和大致结构。

（2）利用nx三维建模软件得到盘式制动器的零件及其装配体。

5. 工作计划

2023.1.2～2023.1.15完成译文翻译，查阅有关于盘式制动器的文献资料，完成开题报告并上东南大学成贤学院毕业设计（论文）智能管理系统。

2023.1.16～2023.2.5指导老师审核译文和开题报告，根据指导老师意见完成修改。

2023.2.6～2023.3.19按照开题报告的方案，进行毕设课题的相关计算及设计。确定盘式制动器的结构方案，完成盘式制动器总成的建模。