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正交各向异性C/SiC的非光滑制动盘热力耦合仿真分析
Thermal Coupling Simulation Analysis of Non-smooth Brake Discs with Orthotropic Anisotropic C/SiC
- 机械传动 2023年47卷第11期 页码：94-100
- 作者机构：
1.青岛理工大学 机械与汽车工程学院， 山东 青岛 266520
2.工业流体节能与污染控制教育部重点实验室， 山东 青岛 266520
- 作者简介：
朱玉玲（1996— ），女，安徽安庆人，硕士；主要研究方向为摩擦学与表面工程；z2217418105@163.com。
王优强（1970— ），男，山东沂水人，博士，教授；主要研究方向为摩擦学与表面工程；wyq1970301@126.com。
- 基金信息：国家自然科学基金项目(51575289┫山东省重点研发计划项目┣2019GHY112068)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2023.11.014
中图分类号：纸质出版日期：2023-11-15，
收稿日期：2022-09-01，
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朱玉玲,王优强,李梦杰等.正交各向异性C/SiC的非光滑制动盘热力耦合仿真分析[J].机械传动,2023,47(11):94-100.
Zhu Yuling,Wang Youqiang,Li Mengjie,et al.Thermal Coupling Simulation Analysis of Non-smooth Brake Discs with Orthotropic Anisotropic C/SiC[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(11):94-100.
朱玉玲,王优强,李梦杰等.正交各向异性C/SiC的非光滑制动盘热力耦合仿真分析[J].机械传动,2023,47(11):94-100. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.11.014.
Zhu Yuling,Wang Youqiang,Li Mengjie,et al.Thermal Coupling Simulation Analysis of Non-smooth Brake Discs with Orthotropic Anisotropic C/SiC[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(11):94-100. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.11.014.
摘要
利用有限元软件Abaqus建立了不同凹坑结构简化的三维制动器模型，并结合热力耦合相关理论和正交试验法，探究了凹坑的深度
h
0
、直径
D
0
、圆周方向相邻凹坑间隔度数
e
及类型
T
y
对制动盘温度及应力的影响机制；在此基础上，研究分析了不同非光滑表面形态制动盘的温度场及应力场，并探究了在最优组合下，紧急制动过程中不同制动初速度及压力下的非光滑制动盘温度随半径的影响规律。结果表明，通过正交试验法得到的凹坑深度
h
0
为5 mm、直径
D
0
为8 mm、圆周方向相邻凹坑间隔度数
e
为20°的正方形凹坑制动盘温度及应力最小，为最优组合。其中，正方形凹坑制动盘具有最好的散热性能。随着制动初速度和压力的增大，该制动盘面的温度逐渐增加，制动盘的最高温度均出现在制动盘半径136 mm处。
Abstract
A simplified three-dimensional brake model with crater structure is established by using the finite element software Abaqus
and the influence of the depth
diameters
degrees and types of craters on the temperature and stress of the brake disc is investigated by combining the thermal coupling theory and the orthogonal test method. On this basis
the temperature and stress fields of brake discs with different non-smooth surface forms are analyzed
and the influence of temperature with radius on non-smooth discs with different braking initial speeds and pressures during emergency braking is investigated under the optimal combination. The results show that the square pit brake disc with the pit depth of 5 mm
the diameter of 8 mm and the 20° interval between adjacent pits in the circumferential direction has the smallest temperature and stress by the orthogonal test method
which is the optimal combination. Among them
the square pit brake disc has the best heat dissipation performance. With the increase of the initial speed and pressure of braking
the temperature of this brake disc surface gradually increases
the highest temperatures of the brake disc all appeares in the brake disc radius of 136 mm.
关键词
正交各向异性非光滑制动盘热力耦合散热性能
Keywords
Orthotropic anisotropicNon-smooth brake discThermodynamic couplingDissipation performance
references
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