张敬凯

【摘 要】通过对汽车制动盘进行有限元分析，运用ANSYS命令流对制动盘进行前处理、加载及后处理。对模型进行分析后，得出了车轮抱死后制动盘的变形量和应力值及分布情况，通过分析数据，找到了制动盘出现损伤的原因，并结合实例进行了验证。最后针对制动盘现存缺陷对其结构进行了优化，并对优化后的结构再进行有限元分析，验证本设计结构优化的可行性。

【关键词】有限元；制动盘；轻量化；结构优化

前言

汽车制动器可分为鼓式和盘式两大类。鼓式制动器摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面；盘式制动器的旋转元件则为旋转的制动盘，以端面为工作表面。盘式制动器已广泛应用于轿车，现在大部分轿车用于全部车轮，少数轿车只用作前轮制动器，与后轮的鼓式制动器配合，以使汽车有较高的制动时的方向稳定性。在商用车中，目前盘式制动器在新车型及高端车型中逐渐被采用。在汽车进行紧急制动时，盘式制动器中的制动盘会被刹车片抱紧，由于汽车均安装有防抱死系统，制动盘不会被瞬间抱死，而是间歇性进行减速，此时无论是对于汽车还是制动盘来说都比较安全。但防抱死系统失效事件也时有发生，出现的案例不在少数，当紧急制动的情况下出现防抱死系统失效问题，制动盘将会被抱死，即边缘被抱死固定，内部圆面受扭矩，这时推测刹车盘面容易出现撕裂损伤，若情况更恶劣则与轮毂固定部分可能会发生断裂。……