红宇专用车辆(山东)股份有限公司 红宇专用车辆(山东)股份有限公司

15725813111

湿式轮毂热可靠性分析方法流程

2021-03-17 08:37:36 102

湿式轮毂热可靠性取决于制动强度,因此首先确定车辆高强度制动下热可靠性分析的工况,然后对不同工况下的湿式制动器和湿式轮毂整体进行热可靠性分析。在考虑湿式制动器结构特点和分析侧重点的基础上,利用SAP有限元分析软件建立湿式制动器有限元模型。然后由各种材料的物性参数、相关初始条件和热源模型得到热流密度等边界条件,计算湿式制动器有限元模型温度场和应力场,并进行热可靠性分析。湿式轮毂整体热可靠性分析首先在湿式轮毂结构特点的基础上利用ANASYS软件进行三维建模,模型处理后转化为可多核并行计算的热分析模型。接着,基于车辆和轮毂的运动状态和参数等条件建立合适的系统热源和分热源模型,并设定热流密度等边界条件。,通过FLUENT设置求解器,确定能量方程和湍流模型,对模型进行温度场和流场数值计算和试验验证。

热可靠性分析模型建立,湿式制动器模型,湿式多片制动器几何形状与热流、对流边界条件均为轴对称,因此整个温度场和应力场有限元模型采用轴对称单元。现取出本制动器温度场模型中的一对摩擦副。其中区域D1代表钢片,D2和D4代表摩擦盘的摩擦衬片,D3代表摩擦盘的钢背。Z1为钢片与摩擦衬片相接触的摩擦表面,Z2和Z3则为胶合在一起的摩擦衬片与钢背的接合面。界面Z=Z1摩擦衬片油槽内,冷却油与钢片之间对流换热系数方程为

湿式多片制动器的其它摩擦副与之相同,式中:μ(p,v,T)为随衬片比压、摩擦速度和表面温度变化的摩擦因数,下标p为衬片比压,v为摩擦速度,T为表面温度;q21和q12为界面Z=Z1流入钢片和摩擦衬片的热流密度;q32和q23为界面Z=Z2流入摩擦衬片和钢背的热流密度;q43和q34为界面Z=Z3流入钢背和摩擦衬片的热流密度;λ1和λ2为对偶钢片和摩擦衬片导热系数;ζi,ζo和ζ为摩擦副与内径处、外径处和摩擦副间冷却油的对流换热系数;ri和ro为摩擦盘内径和外径;Tib,Tob和Tb为制动器内、外径和摩擦副间处冷却油温度。

湿式轮毂模型,考虑湿式轮毂零部件、冷却润滑油和周围空气物理状态,建立湿式轮毂热流场耦合分析模型,分析湿式轮毂传动系统和制动系统的结构特性和物理性能,以及湿式轮毂内能量流动与损耗和车辆作业工况的变化,利用可系统动态分析多种能量耦合传递与转化的键合图理论,通过指示轮毂能量流向的单向键连接源类、存储类、耗散类和结类键合图元件,对完成增注后的湿式轮毂传动和制动系统键合图进行变换和简化,终建立湿式轮毂传动和制动系统键合图热源模型。