[发明专利]基于摩擦片及制动盘接触压力的摩擦片优化方法

权利要求书

1.一种基于摩擦片及制动盘接触压力的摩擦片优化方法，其特征在于，包括以下步骤：根据制动器的几何参数和各部件的材料参数建立有限元模型，对建立的有限元模型进行静力求解，获取摩擦片与制动盘之间的接触压力数据；根据制动器中摩擦片与制动盘之间的接触压力数据，计算摩擦片各个单元接触压力的标准差，当摩擦片各个单元接触压力的标准差大于预设目标值时，调整制动器中摩擦片的材料参数，直至摩擦片各个单元接触压力的标准差小于或等于预设目标值；提取所有仅包含摩擦片部件中与制动盘接触的单元的接触压力值，并计算各个各单元接触压力的标准差；将接触压力标准差与接触压力均匀程度目标值σ_o比较，若σ≤σ_o，则接触压力足够均匀，满足设计要求，若σσ_o，则优化制动器中摩擦片的材料参数；优化制动器中摩擦片的材料参数方法如下：创建摩擦片材料的泊松比及杨氏模量的优化变量，并对优化变量设置相应的上限及下限；以优化变量为初始值，计算并提取所有仅包含摩擦片部件中与制动盘接触的单元的接触压力值；计算接触压力标准差，设置该标准差为优化过程中的输出变量；以接触压力标准差小于或等于预设目标值为优化目标，前次参数为输入变量，基于输入变量和输出变量，进行迭代更新输入变量，直至接触压力标准差小于或等于预设目标值；最后一次的输入变量为制动器中摩擦片的材料参数。

2.根据权利要求1所述的基于摩擦片及制动盘接触压力的摩擦片优化方法，其特征在于：摩擦片与制动盘之间的接触压力获取方法如下：获取待建模的制动器总成各部件，对制动器总成各部件进行有限元网格划分；设置仅包含摩擦片部件中与制动盘接触的单元的单元集合；根据各材料参数创建制动器总成各部件的材料属性；创建各部件之间的连接关系；设置制动器的边界条件：边界条件包括制动器的约束及荷载，在保持架与转向节螺栓连接处施加位移约束，活塞处根据活塞制动油压施加压力载荷；设置制动器静力分析步，创建仿真分析任务，并返回的仿真分析结果，从而得到制动盘与摩擦片接触压力分析结果。

3.根据权利要求2所述的基于摩擦片及制动盘接触压力的摩擦片优化方法，其特征在于：根据制动器各部件的结构形式选择合适的单元类型进行网格划分；制动盘和摩擦片采用六面体单元建模；卡钳体、卡钳支架、导销及活塞采用四面体单元建模。

4.根据权利要求2所述的基于摩擦片及制动盘接触压力的摩擦片优化方法，其特征在于：材料属性包括密度、杨氏模量、泊松比、比热容、热传导率及热膨胀系数。

5.根据权利要求2所述的基于摩擦片及制动盘接触压力的摩擦片优化方法，其特征在于：摩擦衬片、背板及垫片采用TIE约束形成摩擦片结构；在摩擦片与制动盘、卡钳、活塞的接触位置创建接触对；在制动卡钳及保持架导销处创建接触对。

6.根据权利要求1所述的基于摩擦片及制动盘接触压力的摩擦片优化方法，其特征在于：杨氏模量取值区间为5Gpa～30Gpa，泊松比取值区间为0.1～0.4。