制动鼓课程设计报告--制动鼓简化模型的有限元分析

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1、湖北汽车工业学院课程设计报告课程设计说明书课程名称：汽车系专业课程设计课题名称：制动鼓简化模型的有限元分析班级T943-4姓名陈鹏学号20090430440指导教师起止日期2012年12月31日—2012年1月11日2013年2月27日—2013年3月5日湖北汽车工业学院课程设计报告目录制动鼓简化模型的有限元分析1摘要……………………………..………………………………………………………………………1Abstract………..………………………………………………………………………………………1第一章制动鼓简化模型

2、介绍21.1分析任务说明21.2制动鼓简化模型介绍2第二章有限元理论基础32.1线弹性体静力学问题32.2求解收敛问题42.3结构整体刚度分析5第三章制动鼓的有限元分析63.1二维轴对称图形分析63.2三维轴对称图形分析113.3模态分析153.4目标参数的优化17第四章有限元分析总结19第五章文献阅读201.高性能汽车制动鼓的研究与生产202.鼓式制动器的有限元分析203.基于ANSYSWorkbench的鼓式制动器的接触分析204.基于ANSYS鼓式制动器有限元模型的建立与分析205.汽车鼓式制动器制动鼓的

3、模态分析206.制动鼓的热衰退性能有限元分析21参考文献：22湖北汽车工业学院课程设计报告制动鼓简化模型的有限元分析小组成员：陈鹏李舒恒（湖北汽车工业学院汽车工程系T943-4）摘要：制动鼓是鼓式制动器的旋转元件，固定元件是制动蹄。制动时制动蹄在促动装置作用下向外旋转，外表面的摩擦片压靠到制动鼓的内圆柱面上，对鼓产生制动摩擦力矩。汽车制动系统关系到汽车与乘坐人员的安全性，在汽车制动时应有足够的制动力矩，而且不应出现制动器损坏的问题。为此我们简化制动鼓模型用workbench12.0有限元分析软件对其进行力学分析

4、。关键词：制动鼓安全性workbench12.0Abstract:thebrakedrumistherotationofthedrumbrakecomponents,fixedelementisbrakeshoe.Brakingbrakeshoeintheactuatingdevicetoundertheactionoftherotation,theappearanceofthefrictionplatepressureagainstthebrakedrumoftheinnercylinder,thedrump

5、roducebrakefrictiontorque.Automobilebrakesystemrelatedtothecarandtakethesafetyofpersonnel,inautomobilebrakingshouldhaveenoughbrakingtorque,andthereshouldnotbeabrakedamageproblem.Therefore,wesimplifythebrakedrummodelwithfiniteelementanalysissoftwareworkbench1

6、2.0themechanicsanalysis.Keywords:brakedrumsafetyworkbench12.0第21页共23页湖北汽车工业学院课程设计报告第一章制动鼓简化模型介绍1.1分析任务说明（1）采用二维轴对称单元，计算在图示的两种载荷单独作用下及在组合载荷作用下的结构的应力，变形与安全系数。（2）采用三维实体单元建模，计算在图示的两种载荷单独作用下及在组合载荷作用下的结构的应力变形与安全系数。（3）采用三维实体单元计算制动鼓的前十阶自由模态。（4）对二维制动鼓简化模型进行参数化研究及目标驱动

7、的优化设计。1.2制动鼓简化模型介绍（1）制动鼓简化模型的形状和尺寸如图七、八所示；（2）制动鼓所用材料为灰口铸铁，弹性模量为160GPa，泊松比为0.27，密度为6.81g/cm3；（3）大小为6.9MPa的均布载荷作用在长为130mm的制动鼓内壁上；制动鼓绕其轴线以60rad/sec的角速度旋转；（4）制动鼓通过螺栓与轮毂和车轮相连。螺栓中心的位置如图所示。第21页共23页湖北汽车工业学院课程设计报告第二章有限元理论基础2.1线弹性体静力学问题线弹性静力分析问题是有限元分析的基础，主要有以下八个步骤：1）结

8、构离散化结构离散化是有限元分析的第一步。主要是把要分析的结构划分成有限个单元体并设置节点，把相邻单元在节点处连接并组成单元集合体，以代替原来结构。2）选择位移函数为了能用节点位移表示单元内任一点位移、应力和应变，首先假定单元内任一点位移是坐标的某简单函数，称为位移函数，即：（2.1.1）式中：为单元内任一点的位移列向量；为形状函数矩阵；为单元节点位移列向量。3）分析单元的力学特性利用弹