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某汽车制动器支架扭转刚度有限元分析
作者:薛亮杜小芳来源:《科技与创新》2016年第09期
摘要:为了验证某汽车制动钳支架扭转刚度是否满足设计要求,运用有限元方法对其进行了研究。用HyperMesh软件建立了制动钳支架有限元模型,用ABAQUS软件模拟计算其扭转刚度。对比有限元计算结果与目标值,结果表明,仿真值高于目标值。这说明,汽车制动钳支架的扭转刚度足够。此分析为日后车辆制动器设计提供了理论依据。关键词:制动钳;扭转刚度;有限元;汽车制动器中图分类号:TH16;U46351文献标识码:ADOI:1015913jc
kikjycx201609078汽车制动性能是影响汽车行驶安全的重要指标。制动钳支架是轿车盘式制动器的一部分,它是汽车制动时制动力的承载者,但却是一个容易被人忽略的部件。制动钳支架的扭转刚度是盘式制动器的重要力学性能指标,扭转刚度过低,容易导致汽车制动时支架出现较大变形,制动力矩分配不均,制动噪声过大,进而影响行车安全。在汽车设计中,试验法是研究刚度的传统方法,但是,随着计算机辅助设计技术的成熟,越来越多的国内外专家在汽车设计中运用计算机仿真方来代替试验法,从而降低成本,缩短设计时间,节省大量的资金。因此,本文对某汽车的制动钳支架进行了有限元仿真模拟。1某汽车制动钳支架介绍浮动钳盘式制动器的制动钳和支架是滑动接触的,制动钳附着在支架上滑动,而制动摩擦片与制动钳固定在一起。制动时,在液压的作用下,活塞将摩擦片推至滑出,制动盘与摩擦片形成摩擦副,摩擦片对活塞的反作用力使制动钳发生轴向滑动,最终使制动盘两边的压力达到动态平衡。制动钳支架的几何模型如图1所示。2扭转刚度理论基础汽车在某些工况下制动时,制动钳支架会受到绕安装孔轴线转矩的影响,使支架发生扭转变形,受力情况如图2所示。在此,可以用扭转刚度评价结构抵抗这种变形的能力,具体计算方法是:假设卡钳支架是一个直杆,并且具有均匀的扭转刚度,然后根据材料力学教材中的公式计算扭转刚度。卡钳支架的扭转刚度K(Nmrad)计算公式为:KMtα(1)式(1)中:K为支架扭转刚度,定义为扭矩与扭转角度之比,Nmrad;Mt为扭矩,Nm;α为扭转角度,rad。
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3支架扭转刚度有限元仿真用有限元软件HyperMesh为支架的几何模型划分网格,然后用ABAQUS软件为模型添加约束和载荷,最后求解扭转刚度。支架扭转刚度的目标值为8000Nmrad。31建立有限元模型制动钳支架的结构r
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