赵 崇 王成龙 王睿楠 胡琦琦

(上海汇众汽车制造有限公司,上海 200122)

0 前言

随着汽车工业的迅猛发展及人们生活水平的提高，汽车的安全性和舒适性要求越来越高，制动盘是汽车制动系统的重要构件，其热性能与汽车舒适性和安全性息息相关。汽车制动时会通过制动片与制动盘摩擦生热，将机械能转化为大量热能，而这些热能大部分会被制动盘吸收，制动盘温度急剧升高，进而产生热膨胀，容易引起制动盘的断面跳动，导致制动盘与制动片之间制动力与制动力矩的波动，引起整个制动器的抖动。抖动除了增加制动系统的不稳定性，降低行驶的舒适性之外，还会加快制动盘与制动片的磨损，从而降低汽车行驶的安全性。因此制动盘连续制动的热性能仿真，改善制动盘热性能，降低其热翘曲变形具有重要意义。

本文以某车型通风制动盘为研究对象，基于热分析的理论基础，利用ABAQUS建立了制动盘热-固耦合的有限元模型，得到了十次连续制动温度及热变形结果，并依据对称边界条件，简化了有限元模型，提高了模型的计算效率。

1 热仿真问题与理论描述

制动盘在制动过程中，通过摩擦生热，将车辆行驶中的动能转化为热能散发出去，制动盘与制动片的摩擦生热过程符合库伦摩擦定律。FRIEDRICH[1]研究表明，摩擦过程产生的能量可以近似全部转化为接触面上的热源热量，这样就不需要建立制动片-制动盘制动系统的热-机耦合有限元模型，而是建立只有制动盘的，在接触面加载热源热量的热-固耦合有限元模型；……