基于ANSYS的盘式制动器优化设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着汽车工业的发展及人均收入的提高，汽车数量越来越多，道路车流量较大且路况复杂多变，汽车的速度也不断的提高，汽车制动成为安全行车必不可少的部分。

据相关资料统计，在大量交通事故中，由制动系统导致的接近50%，由此可见制动系统性能的重要性。

另外，人们对汽车的安全性和舒适性的要求越来越高，制动系统作为控制车辆安全行驶的核心部件，它的性能是人们不可忽视的。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：盘式制动器各个主要零件的三维模型建立准确的建立三维模型能帮助下阶段分析和仿真更方便，能更直观的表现我们设计的内容。

难点问题1：制动器类型和数据的选择盘式制动器类型，数据的选择与盘式制动器主要零件的结构设计息息相关，他们会直接影响盘式制动器的三维建模，也会影响再接下来在ansys和matlab上的分析与仿真。

难点问题2：有限元分析由于盘式制动器的受力和受温度影响较复杂，需要使用ansys软件针对设计出来的盘式制动器在不同制动工况下，如：紧急制动工况下，连续制动工况下，重复制动工况下，分析其受到的应力。

3. 国内外研究现状（文献综述）

1.国内研究现状2001年周凡华等，建立了盘式制动器的在15次循环制动工况下的温升热力学模型,并采用有限差分法在实车上进行了计算,计算结果表明该热力学模型是可行的,可以为制动器与整车的匹配设计提供一定参考。

2005年，余卓平等阅读大量文献并结合实际研究现状,对制动时制动抖动现象的发生机理和控制方法进行了综述，其中包括了国内外目前的研究现状,并指出了当前研究存在的主要问题，也对以后的研究方向和研究重点进行了一定程度的展望，给以后的研究人员提供了一个大纲。

2008年，黄健萌等在ansys软件中建立了盘式制动器在紧急制动工况下的瞬态热-结构耦合的计算模型,并使用了非线性有限元多物理场的方法,用数值对盘式制动器的制动过程进行了分析。

4. 研究方案

通过ansys软件对某车型的盘式制动器进行优化设计，考虑到盘式制动器的工作原理，主要对制动盘、制动钳和摩擦垫块进行分析。

通过对制动器不同工况下的温度、应力、应变和变形的分析，对制动盘的结构进行优化，最终达到在制动器制造成本尽量低、加工尽量简单的条件下，满足制动器工作条件和符合相关法律法规的目的，为盘式制动器的开发提供理论依据与支持，减少开发周期。

为达到以上目标，本次课题有以下几点内容需要完成：（1）根据相关法规的要求，并查阅相关技术手册，结合汽车具体构造确定盘式制动器的参数；（2）依据相关数据利用ug软件建立汽车盘式制动器的三维模型，包括制动盘、制动钳、摩擦垫块及其他必要连接件的零件图和三维模型，以及盘式制动器的装配图。

5. 工作计划

第1周-第2周：确定汽车盘式制动器总体设计方案：学习汽车制动系统结构的相关知识，根据汽车的结构参数及总体设计要求，确定汽车盘式制动器的总结结构类型；第3周-第4周：开始毕设课题的计算，初步确定制动器的总体结构方案，完成汽车-盘式制动器结构参数的计算。

第5周-第6周：对盘式制动器进行三维建模，中期检查，在毕业设计管理系统上完成中期检查报告的填写，指导老师完成中期任务的审核。

第7周-第8周：利用ansys软件对制动盘进行分析，得出分析结果，根据有限元分析结果，对盘式制动器结构参数进行优化。