C/SiC材质盘式制动器热-机耦合特性分析

作     者：甫圣焱 马晓欣 李福屹 计江 FU Shengyan;MA Xiaoxin;LI Fuyi;JI Jiang

作者机构：太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 河北建筑工程学院机械工程学院河北张家口075000 中国重型机械研究院股份公司陕西西安710032 

基　　金：山西省科技厅基础研究计划项目(202203021222121) 中国博士后科学基金面上项目(2021M702544) 山西省科技重大专项项目(20181102016) 海安太原理工大学研究院开放项目(2023HA-TYUTKFYF008) 太原理工大学校基金项目(2022QN007) 

出 版 物：《机械设计》 (Journal of Machine Design)

年 卷 期：2024年第41卷第6期

页      码：14-24页

摘      要：为了探究新型C/SiC材料用作小型汽车盘式制动器不同载荷条件下的温度和应力特性,文中通过ABAQUS软件建立了C/SiC制动盘的三维热-机耦合模型,对不同初始速度和制动压力下的紧急制动进行了模拟仿真研究,并与传统的HT250制动盘进行了对比。结果表明:制动片对C/SiC制动盘产生周期脉冲压力,制动过程中摩擦生热造成制动盘温度周期升降,产生正弦波动的热应力,脉冲压力和正弦波动的热应力二者耦合造成制动盘Mises应力、径向应力和周向应力呈现出周期“脉冲”和“正弦”波动变化。在制动减速度为5.56 m/s2、初始速度为60 km/h条件下,C/SiC制动盘在制动摩擦区峰值温度最高为137.3℃,峰值Mises应力、径向应力和周向应力远远小于材料强度。制动盘芯部的非摩擦区域节点承受周期波动的拉应力,是容易发生疲劳失效的关键位置。随着制动减速度的提高,C/SiC比HT250材质制动盘温升更高,但应力峰值的增幅小,具有更强的抗热衰退性能,满足紧急制动的要求。

主 题 词：C/SiC 盘式制动器 热-机耦合 温度场 应力场 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 

D　O　I：10.13841/j.cnki.jxsj.2024.06.009

馆 藏 号：203128393...