[发明专利]一种制动器热衰退参数化分析方法

摘要

本发明公开一种制动器热衰退参数化分析方法，包括以下步骤：第一步，确定整车参数制动器类型的选择；第二步，确定空气参数；包括空气的温度、密度、导热系数和粘度；第三步，确定制动器结构参数及材料属性；第四步，确定制动工况；第五步，计算热流密度、对流换热系数、等效对流换热系数；第六步，绘制制动器最高温度及温度变化曲线。采用本发明对相同制动器进行不同工况的热衰退分析时，只需修改制动初速度、减速度、制动时间等参数，就可以完成不同工况下的热衰退分析；对于不同制动器进行确定工况的热衰退分析时，只需制动器的尺寸参数，就可完成不同制动器相同工况的热衰退分析，相对之前的分析减少了大量重复性的工作，提高了工作效率。

主权项

一种制动器热衰退参数化分析方法，包括以下步骤：第一步，确定整车参数 制动器类型的选择；（1.1）确定整车参数：包括车重，制动力分配系数、滚动半径；（1.2）确定需分析的制动器的类型：是鼓式制动器、实心盘式制动器或空心盘式制动器；并确定需分析的制动器初始温度；第二步，确定空气参数；包括空气的温度、密度、导热系数和粘度；第三步，确定制动器结构参数及材料属性；包括制动盘和制动衬块材料参数或制动鼓和制动蹄材料参数；将已知制动器结构进行适当的简化，提取制动器的对称截面尺寸参数； 第四步，确定制动工况；（4.1）紧急制动：如果是紧急制动工况，需要输入的制动工况参数为：制动初速度、制动减速度、滑移率；（4.2）长坡匀速制动：如果是长坡匀速制动，需要输入的制动工况参数为：制动初速度、制动减速度、滑移率、制动时间；（4.3）多次循环制动：如果是多次循环制动，需要输入的制动工况参数为：制动初速度、循环次数、循环周期、加速时间、制动减速度、滑移率、制动时间、另外还需确定是否为高速冷却；第五步，计算热流密度、对流换热系数、等效对流换热系数；（5.1）根据输入的整车、制动器、空气参数计算得到热流密度、对流换热系数及热辐射等效对流换热系数；以热流密度的形式通过公式计算出制动器在制动过程中所产生的热量；对于对流换热系数，不同制动器的对流换热系数计算公式是不相同的，通过MATLAB编程计算出制动器不同车速下各个表面的对流换热系数，同时将热辐射等效为对流换热；（5.2）根据能量守恒定律，导入微元体的总热量+微元体内热源的生成热=导出微元体的总热量+微元体热力学的增量，建立制动器温度场的导热微分方程；（5.3）根据得到的制动器热流密度、对流换热系数、等效对流换热系数及导热微分方程，利用有限差分法计算出制动器截面节点在不同时刻的温度及最高温度；第六步，绘制制动器最高温度及温度变化曲线；根据上一步计算得到的结果，通过对比得到制动器截面节点的最高温度并做出该节点的温度变化曲线。