【導(dǎo)讀】汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通運(yùn)輸工具。而制動(dòng)器又是制動(dòng)系中。直接作用制約汽車運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵裝置，是汽車上最重要的安全件。直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大,人們對(duì)安。動(dòng)系統(tǒng)為基本的為其設(shè)計(jì)鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。盡量采用對(duì)人體無害的材料?，F(xiàn)階段，鼓式制動(dòng)器依然占據(jù)著很重要的位置。統(tǒng)設(shè)計(jì)，所以在輕、重型載貨汽車上，鼓式制動(dòng)器還是在大量使用的。鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)力穩(wěn)定性差，制動(dòng)衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動(dòng)效率下降。針對(duì)以上缺點(diǎn)，現(xiàn)在鼓式制動(dòng)器則采取一些改進(jìn)措施：1）。理選擇輪胎和輪輞5）加裝氣門嘴固定卡6）采用目前較先進(jìn)的技術(shù)，以防車輪過熱，不轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄對(duì)旋轉(zhuǎn)制動(dòng)鼓產(chǎn)生摩擦力矩，從而產(chǎn)生。制動(dòng)力，使車輪減速直至停車。四輪轎車在制動(dòng)過程中，由于慣性。隨著企業(yè)CAD應(yīng)用的普及，工程技術(shù)人員已逐步甩掉。械事故分析，查找事故原因。

　　

【正文】 點(diǎn)擊確定完成配置 ,運(yùn)行 Pro /E,工具菜單后面出現(xiàn)了 ,說明連接成功了。運(yùn)行Pro/E打開某零件三維模型圖，點(diǎn)擊 ANSYSGeom按鈕，則模型自動(dòng)導(dǎo)入 37 到 ANSYS中，此時(shí) ，點(diǎn)擊 Plot下 的 Volume，則模型導(dǎo)入成功。 Pro/E導(dǎo)出 IGES（ *.Igs）文件 首先 , 在 Pro/E 環(huán)境下建立好零件模型或者完成零部件的裝配 , 然后 , 選擇主菜單【文件】下的【保存副本】子菜單 , 彈出保存副本對(duì)話框后 , 文件類型選擇 IGES( *.igs) ,在【新名稱】框內(nèi)為模型輸入新名稱 ,點(diǎn)擊【確定】按鈕會(huì)彈出輸出 IGES對(duì)話框 , 在輸出 IGES 對(duì)話框中可以設(shè)置輸出圖元的類型、參考坐標(biāo)系以及 IG ES 文件結(jié)構(gòu)。輸出的圖元類型有 : 線框邊、曲面、實(shí)體、殼、基準(zhǔn)曲線和點(diǎn) , 缺省輸出圖元是曲面 , 缺省是輸出所有面組 , 點(diǎn)擊【面組 ...】選擇特定面組輸出。可以選擇多種圖元類型進(jìn)行輸出 , 但是不能同時(shí)輸出曲面和實(shí)體或者曲面和殼。單擊【定制層 ...】按鈕設(shè)置各層的輸出特性。文件結(jié)構(gòu)類型有 : 平整、一級(jí)、所有級(jí)別、所有零件 , 默認(rèn)輸出為平整。平整 : 將組件的所有幾何輸出到一個(gè) IGES 文件。導(dǎo)入到另一個(gè)系統(tǒng)時(shí) , 該組件就擔(dān)當(dāng)一個(gè)零件的角色。應(yīng)將每一個(gè)零件分別放到一個(gè)層上 , 以便在接受系統(tǒng)中能加以區(qū)別。一級(jí) : 輸出一個(gè)組件的 IGES 文件 , 該文件只包含頂級(jí)幾何 ( 如組件特征 ) 。所有級(jí)別 : 輸出一個(gè)組件的 IGES 文件。用它可創(chuàng)建帶有各自的幾何和外部參照的元件零件和子組件。該選項(xiàng)支持所有層次。所有零件 : 將一個(gè)組件作為多個(gè)文件輸出到 IGES, 這些文件中包含所有元件和組件特征的幾何信息。零件使用相同的參照坐標(biāo)系 , 使接受系統(tǒng)中的重新裝配更加容易。點(diǎn)擊【確定】完成。 ANSYS 導(dǎo)入 IGES( *.igs) 文件的方法有兩種 : 一種是通過 ANSYS軟件的用戶界面操作導(dǎo)入 。 一種是通過輸入命令導(dǎo)入。本上機(jī)采用第一種方法。通過用戶界面操作導(dǎo)入 IGES 的步驟是 :選擇主菜單【 File】下的子菜單【 Import】的次級(jí) 子菜單【 IGES...】 , 彈出導(dǎo)入 IGES 屬性設(shè)置對(duì)話框 , 在導(dǎo)入 IGES 屬性設(shè)置對(duì)話框中可以設(shè)置 : 是否導(dǎo)入所有數(shù)據(jù)，是否合并圖元 , 是否創(chuàng)建實(shí)體，是否刪除小面。點(diǎn)擊【 OK】按鈕彈出文件路徑選擇對(duì)話框 ,在文件路徑選擇對(duì)話框中選擇好所需精度 , 輸入 IGES 文件路徑后 , 點(diǎn)擊【 OK】按鈕完成 IGES 文件導(dǎo)入。 將摩擦片 Pro/E模型導(dǎo)入 Ansys 將摩擦片模型導(dǎo)入 Ansys 軟件中，如圖 所示 。 38 圖 摩擦襯片模型導(dǎo)入 將摩擦片進(jìn)行網(wǎng)格劃分 Ansys 單元庫中有 100 多種單元類型，每個(gè)單元都有一個(gè)表示單元類型的前綴和編號(hào)，如 BEAM SOLID9和 SHELL143 等。按類型可分為梁?jiǎn)卧?、桿單元、平面單元和三維實(shí)體單元等等。其中許多單元有好幾種可選擇特性來勝任不同的功能[17]。根據(jù)制動(dòng)器的幾何結(jié)構(gòu)選用八節(jié)點(diǎn)六面體實(shí)體單元類型，在模態(tài)分析中采用SOLID187 單元。鼓式制動(dòng)器摩擦襯片是模壓材料，它的是屬性為： 彈性模量（2/Nm）：39E 泊松比（?）： 密度（3/kg m）： 2100 網(wǎng)格劃分是生成單元和節(jié)點(diǎn)的過程，在有限元的求解計(jì)算中，所有施加在有 限元邊界上的載荷或約束，最終都是傳遞到有限元模型上（節(jié)點(diǎn)和單元）進(jìn)行求解 [17]。有限元網(wǎng)格的劃分過程包括 2 個(gè)步驟： （ 1）建立單元數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括單元的種類（ TYPE），單元的幾何常數(shù)（ R），單元的材料屬性（ MP）。 （ 2） .設(shè)定網(wǎng)格劃分的參數(shù) 。得到圖如圖 所示 所得的節(jié)點(diǎn)數(shù)為 19088 單元數(shù)為9158。 39 圖 摩擦襯片 網(wǎng)格劃分 對(duì)摩擦片加載求解 壓強(qiáng)、力矩、慣性載荷和約束加載上以后，然后求解。最后得到摩擦片的位移云圖，如圖 所示。從圖示可見，摩擦片的位移場(chǎng)端部較大，位移的最大 處是在摩擦襯片的端部下一點(diǎn)位置，因?yàn)槠錇轭I(lǐng)踢所致，最大位移為圖示 MX 處，最大位移為。沒有超出最的位移量，所以滿足強(qiáng)度要求。 圖 位移云圖 圖 可見，在摩擦襯片上，應(yīng)力較高的區(qū)域?yàn)槟Σ烈r片上部接近促動(dòng)力作用的區(qū)域，圖中標(biāo)從識(shí)為 MX 處，最大應(yīng)力為 195284Pa，圖中標(biāo)明 MN 處為最小應(yīng)力處，大小為 65198Pa。摩擦襯片的徑向增大 ，考慮轉(zhuǎn)動(dòng)使襯片端位移增大。襯片的屈服極限為 15MPa， 最大應(yīng)力沒 有超出屈服極限，所以摩擦片的設(shè)計(jì)滿足材料強(qiáng)度 40 要求。 圖 等效應(yīng)力云圖 將制動(dòng)鼓進(jìn)行網(wǎng)格劃分 Ansys 單元庫中有 100 多種單元類型，每個(gè)單元都有一個(gè)表示單元類型的前綴和編號(hào)，如 BEAM SOLID9和 SHELL143 等。按類型可分為梁?jiǎn)卧U單元、平面單元和三維實(shí)體單元等等。其中許多單元有好幾種可選擇特性來勝任不同的功能[17]。根據(jù)制動(dòng)器的幾何結(jié)構(gòu)選用八節(jié)點(diǎn)六面體實(shí)體單元類型，在模態(tài)分析中采用SOLID187 單元。鼓式制動(dòng)器 制動(dòng)鼓 是 鑄造 材料，它的是屬性為 ： 彈性模量（2/Nm）：39E 泊松比（?）： 密度（3/kg m）： 2600 網(wǎng)格劃分是生成單元和節(jié)點(diǎn)的過程，在有限元的求解計(jì)算中，所有施加在有限元邊界上的載荷或約束，最終都是傳遞到有限元模型上（節(jié)點(diǎn)和單元）進(jìn)行求解 [17]。有限元網(wǎng)格的劃分過程包括 2 個(gè)步驟： （ 1）建立單元數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括單元的種類（ TYPE），單元的幾何常數(shù)（ R），單元的材料屬性（ MP）。 （ 2） .設(shè)定網(wǎng)格劃分的參數(shù)。得到圖如圖 所示 所得的節(jié)點(diǎn)數(shù)為 20746 單元數(shù)為9876 41 圖 制動(dòng)鼓 網(wǎng)格劃分 對(duì)制動(dòng)鼓加載求解 壓強(qiáng)、力矩、慣性載荷和約束加載上以后，然后求解。最后得到制動(dòng)鼓的位移云圖，如圖 所示。從圖示可見，最大位移為圖示 MX 處，最大位移為 。沒有超出最的位移量，所以滿足強(qiáng)度要求。 圖 位移云圖 圖 可見，在摩擦襯片上，應(yīng)力較高的區(qū)域?yàn)槟Σ烈r片上部接近促動(dòng)力作用的區(qū)域，圖中標(biāo)從識(shí)為 MX 處，最大應(yīng)力為 ，圖中標(biāo)明 MN 處為最小應(yīng)力處，大小為 92594Pa。制動(dòng)鼓的徑向增大 ， 制動(dòng)鼓的屈服極限為 19MPa， 最大應(yīng)力沒有超出屈服極限，所以制動(dòng)鼓的設(shè)計(jì)滿足材料強(qiáng)度 要求。 42 圖 等效應(yīng)力云圖 本章的主要內(nèi)容是利用 ANSYS 軟件進(jìn)行鼓式制動(dòng)器的三維實(shí)體建模的分析，對(duì)本次設(shè)計(jì)的可行性提供重要依據(jù)，位移云圖及應(yīng)力云圖的體現(xiàn)能準(zhǔn)確的看出制動(dòng)器各零件的受力變形情況及是否符合材料要求，本章對(duì)本次設(shè)計(jì)起到了收尾的作用。 43 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是以比亞迪 F3 轎車為研究對(duì)象，為其設(shè)計(jì)鼓式制動(dòng)器。設(shè)計(jì)之初我通過查閱資料研究和總結(jié)并對(duì)轎車制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和形式進(jìn)行分析后，確定了鼓式制動(dòng)器的基本形式。 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)主要是摩擦片與制動(dòng)蹄的配合問題，以及與制動(dòng)鼓 之間的摩擦問題。通過設(shè)計(jì)計(jì)算得出制動(dòng)鼓的內(nèi)徑為 300mm, 制動(dòng)蹄摩擦襯片的包角 β= 108?,摩擦襯片初始角0?=36?,摩擦襯片的寬度 b=64mm，等重要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。并對(duì)鼓式制動(dòng)器各個(gè)零件的材料進(jìn)行了選擇。 在通過對(duì)鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)性能的分析，包括利用 ANSYS 軟件對(duì)摩擦片進(jìn)行靜態(tài)分析后，得出摩擦片 和制動(dòng)鼓 符合設(shè)計(jì)要求的結(jié)論。鼓式制動(dòng)器的模型建立是用Pro/Engineer 進(jìn)行的建模和裝配。 采用的駐車制動(dòng)滿足國(guó)家對(duì)汽車 駐車坡度的要求，其他相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)也完全符合。最后設(shè)計(jì)的汽車制動(dòng)系統(tǒng)基本達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。 但本次我的畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中還有很多的不足需要繼續(xù)研究和 思考， 對(duì)于鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)過程中存在的關(guān)于設(shè)計(jì)方法和步驟， 通過自我總結(jié)以及和與其他設(shè)計(jì)方法比較可以更加優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。 由于對(duì)有限元分析方法的知識(shí)掌握有限，無法對(duì)我所設(shè)計(jì)的制動(dòng)器進(jìn)行，最適合最有效的分析，這是我今后著重解決的問題 。 44 參考文獻(xiàn) [1]劉惟信 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