灰铸铁耦合仿生模型与刹车片的匹配研究

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1、１０１８３分类号：ＴＧ１４３．２单位代码：研究生学号：２０１５４３４００２密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）灰铸铁耦合仿生模型与刹车片的匹配研究Ｓｔｕｄｏｎｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｂｅｔｗｅｅｎｂｒａｋｅａｄｓａｎｄｂｉｏｎｉｃｃｏｕｌｉｎｙｇｐｐｇｍｏｄｅｌｓｏｆｇｒａｙｃａｓｔｉｒｏｎ作者姓名：薄海峰专业：材料工程领研究方向）：仿生工程材料指导教师：周宏教授培养单位：材料科学与工程学院２０１８年１２月灰铸铁耦合仿生模型与刹车

2、片的匹配研究Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｂｒａｋｅｐａｄｓａｎｄｂｉｏｎｉｃｃｏｕｐｌｉｎｇｍｏｄｅｌｓｏｆｇｒａｙｃａｓｔｉｒｏｎ作者姓名：薄海峰专业：材料工程研究方向：仿生工程材料指导教师：周宏教授学位类别：工程硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用

3、（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：Ｉ；為崎日期：知沦年ｆＬ月屬日摘要灰铸铁耦合仿生模型与刹车片的匹配研究摘要随着汽车高速化，轻量化的发展，盘式制动器越来越多的应用于轿

4、车的制动器中，而对于卡车，大客车而言，鼓式制动器依然占据着主要地位。鼓式制动器具有制动力强的特点，但由于其结构所限，与盘式制动器相比散热较差，特别是应用于重载复杂路况的卡车制动鼓，往往会因为大量的产热，加剧制动鼓和刹车片的磨损，同时在强烈的热疲劳和表面应力的作用下，导致制动鼓破裂失效，对卡车的行驶安全造成了隐患。根据耦合仿生原理，利用激光熔凝表面处理技术，在制动鼓表面按照加工出具有不同形状的仿生单元体，可以使制动鼓的耐磨及抗疲劳性能得到较大提升。然而由于仿生单元体相比于基体硬度较高，表面凸凹不平，容易划伤刹车片，

5、尤其在制动摩擦副的磨合期甚至会产生摩擦副不匹配，制动不稳等问题，大大缩短了与其对磨的刹车片的使用寿命。同时，在摩擦副使用过程中，温度的变化会对基体和仿生单元体的组织和结构产生一定的影响，从而改变仿生表面的物理性能，因此对热疲劳后仿生表面的摩擦特性仍有待研究。本文通过调整制动鼓表面仿生单元体的分布，探究仿生制动鼓不同模型与不同类型刹车片之间的匹配关系，同时对制动鼓不同热疲劳程度下的磨损行为进行了研究，理清仿生耦元与制动鼓热疲劳及与刹车片之间的磨损的关系。研究结果表明，仿生表面对制动鼓的耐磨性有较大的提高，同时对刹车

6、片的磨损有着不同程度的增加，仿生模型与刹车片之间具有一定的匹配关系，其中，半金属型刹车片与45°角网格状仿生模型，NAO型刹车片与45°角条纹状仿生模型均显示了较好的匹配关系。在热疲劳过程后，仿生试样与空白试样相比，耐磨性的增加均得到了一定程度的保持，而同时由于硬度的降低，对刹车片的磨损逐渐减少，这表明仿生表面在制动鼓的整个使用期均有着良好的强化效果。其中，具有条纹加框模型的试样，抗热疲劳性能最好，同时在较高疲劳程度下，仍能保持较高的耐磨性，有着较高的应用价值。I吉林大学硕士学位论文Studyonthematch

7、ingbetweenbrakepadsandbioniccouplingmodelsofgraycastironAbstractWiththedevelopmentofhigh-speedandlightweightautomobiles,discbrakesareincreasinglyusedincars.Fortrucksandbuses,drumbrakesstilloccupyamajorposition.Drumbrakehasastrongbrakingforce,butitsheatdissipa

8、tionisworsethandiscbrakelimitedbyitsstructure.Especiallywhenbrakedrumisusedintruckgoesoncomplexroadconditionswithheavyloads,withalargeamountofheatwhichaggravatesthewearofbrakedrumandbrake