[发明专利]一种面向可靠性数字孪生的刹车制动实验台

说明书

本发明公开了一种面向可靠性数字孪生的刹车制动实验台，包括机架、驱动模块、惯性载荷模块、刹车制动模块和控制系统。本发明是由伺服电机启动后带动带轮系旋转，通过电磁离合器的分离与吸合控制传动轴的旋转，传动轴将动能传递到惯量飞轮，旋转刹车片在惯量飞轮的带动下旋转，电动推杆通过轴向进给运动带动进给刹车片压紧并摩擦旋转刹车片，直至刹车片停止相对运动完成一次刹车制动模拟实验，实验过程中由动态扭矩传感器、温度传感器和压力传感器实时采集相应数据并输入到控制系统中。实验台可以为建立刹车片可靠性数字孪生体提供物理实体和实时数据。

(一)技术领域

本发明涉及质量与可靠性领域，具体为一种面向可靠性数字孪生的刹车制动实验台。

(二)背景技术

刹车片是刹车制动系统中最关键的安全零件，在实际运行工作中面临着十分复杂的工况，具有强非线性和强不可测干扰的特点，难以针对刹车片进行精确的系统建模。而现有提出的有关刹车片磨损机理的物理模型也大都进行了理想化处理，模型泛化能力差，难以在实际的设备健康管理中直接应用。

数字孪生技术通过综合利用物理模型、传感器数据、历史运行数据等信息，在虚拟空间中完成对实体装备全生命周期的数字映射，具有动态进化的技术特点。将数字孪生技术应用到刹车片的健康状态感知中，利用其动态进化的特点可以提高刹车片磨损物理模型的泛化能力，进而提高刹车片可靠性相关指标预测的准确度，有效指导各种复杂装备刹车片的维修更换策略。

数字孪生的三大基本组成是物理空间的实体、数字空间的虚拟体及物理空间和数字空间之间的数据和信息交互接口，因此设计搭建以刹车片摩擦制动为核心功能的刹车制动实验台是构建刹车片可靠性数字孪生的必要前提。但是市场上常见的刹车制动实验台结构复杂，且实验装置集成一体化程度高，难以针对可靠性数字孪生的特点布置相应的传感器，不便于操作，难以满足实验需求。因此，本发明提供一种面向可靠性数字孪生的刹车制动实验台。

(三)发明内容

针对上述问题，本发明提供一种面向可靠性数字孪生的刹车制动实验台，通过在实验台各个组成模块布置传感器，实时地采集制动实验过程中的工况数据，并传输到上位机软件储存，为构建刹车片可靠性数字孪生提供物理实体和数据信息。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：