【正文】 進(jìn)行擴(kuò)展求解，從主菜單中選擇 solution 進(jìn)入求解器模塊，選擇 load step opts 進(jìn)行進(jìn)一步操作，再次求解，從主菜單中選擇Solution solve Current LS 命令，顯示結(jié)果振型圖 619. 完成零件的有限元。 完成零件的有限元模型建立后，如靜力分析一樣定義單元類型、定義材料屬性以及網(wǎng)格劃分（如圖 618）。 圖 614 網(wǎng)格劃分 46 圖 615 施加約束 圖 616 位移云圖 47 圖 617 von mises 等效應(yīng)力 圖示可見(jiàn)，在制動(dòng)鼓上，應(yīng)力較高的區(qū)域?yàn)閳D中標(biāo) 從識(shí)為 MX 處，最大應(yīng)力為，制動(dòng)鼓的屈服極限為 255MPa， 最大應(yīng)力沒(méi)有超出屈服極限，所以制動(dòng)蹄的設(shè)計(jì)滿足材料強(qiáng)度要求。 ? 設(shè)定 網(wǎng)格劃分的參數(shù)，最主要是定義對(duì)象邊界元素的大小和數(shù)目 [13]。 （ 3）網(wǎng)格劃分 網(wǎng)格劃分是生成單元和節(jié)點(diǎn)的過(guò)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]。 制動(dòng)鼓的分析 （ 1）定義單元類型 從主菜單中選擇 prefrocessorelement typyadd/edit/delete命令選擇 solid brick 8node 45 單擊 0k。 圖 610 網(wǎng)格劃分 圖 611 約束和載荷 （ 4)顯示結(jié)果 進(jìn)入后處理器進(jìn)行顯示結(jié)果操作： General PostprocPlot ResultContour PlotNodal Solu 命令，打開(kāi)等值線顯示節(jié)點(diǎn)解數(shù)據(jù)對(duì)話框， 得到制動(dòng)蹄 44 的等效位移云圖如圖 612 和徑向應(yīng)力云圖如圖 613。（如圖 68） 圖 68 單元類型 （ 2）定義材料屬性 用主菜單中選擇 prefrocessormaterial propsmateria model 命令選擇，填入 彈性模量 （2/Nm）： 泊松比（?）： 密度（3/kg m）：。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 ，襯片的屈服極限為 15MPa， 最大應(yīng)力沒(méi)有超出屈服極限，所以摩擦片的設(shè)計(jì)滿足材料強(qiáng)度要求。 圖 65 施加載荷 41 （ 5） 顯示結(jié)果 進(jìn)入后處理器進(jìn)行顯示結(jié)果操作： General PostprocPlot ResultContour PlotNodal Solu 命令，打開(kāi)等值線顯示節(jié)點(diǎn)解數(shù)據(jù)對(duì)話框，選擇自由度解，選擇總位移，單擊 OK，結(jié)果顯示如圖 66。 圖 63 網(wǎng)格劃分 40 （ 4）施加約束并求解 從主菜單中選擇 SolutionApplyStructuraldisplacementon lines ,拾取摩擦片里面的圓，單擊 OK 后如圖 64 圖 64 約束 通過(guò) StructuralForceon Nodes施加的載荷為 如圖 65。完成前兩步即可進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并完成有限元模型的建立，如果不滿意網(wǎng)格的結(jié)果，也可以清除網(wǎng)格，重新定義元素的大小、數(shù)目，再進(jìn)行網(wǎng)格，直到得到滿意的網(wǎng)格為止。有限元網(wǎng)格的劃分過(guò)程包括 2個(gè)步驟： ? 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）。 圖 61 單元類型 （ 2）定義材料屬性 用主菜單中選擇 prefrocessormaterial propsmateria model 命令選擇，如圖 62。后處理階段是對(duì)前面的分析結(jié)果以圖形的形式顯示和輸出。 38 第 6章 制動(dòng)器零件的有限元分析 有限元方法是求解各種復(fù)雜數(shù)學(xué)物理問(wèn) 題的重要方法，處理各種復(fù)雜工程問(wèn)題的重要方法，是處理各種復(fù)雜工程問(wèn)題的重要分析手段，也是進(jìn)行科學(xué)問(wèn)題的重要工具，ANSYS 典型的分析過(guò)程由前處理、求解計(jì)算和后處理三個(gè)部分組成，前處理模塊主要由兩部分組成：實(shí)體建模和網(wǎng)格劃分。這就將本次設(shè)計(jì)的實(shí)體模型建立出來(lái)。 37 分解步驟是先打 開(kāi)鼓式制動(dòng)器組件；接著創(chuàng)建分解圖，創(chuàng)建需要執(zhí)行 “視圖 ”中的“視圖管理器 ”對(duì)分解對(duì)象進(jìn)行編輯和設(shè)置 “屬性 ”；第三部是要移動(dòng)元件的置，創(chuàng)建偏距線，得到分解圖中各個(gè)元件的位置。 圖 517 制動(dòng)器裝配圖 通過(guò)對(duì)裝配圖運(yùn)行進(jìn)行干涉檢查，得出沒(méi)有干涉現(xiàn)象，所以符合設(shè)計(jì)要求。在裝配中用到的命令 添加依次添加將制動(dòng)底板、 凸輪軸 、制動(dòng)蹄、摩擦片、 滾輪 、 滾輪軸 、 支承銷 、 鎖止片 、 回位彈簧、 制動(dòng)鼓等組件依次裝配好。裝配的基本步驟是：新建組件文件；添加裝配元件；約束裝配元件，在這步驟中會(huì)用到 “匹配 ”、 “對(duì)齊 ”、 “重合 ”、 “定向 ”等相關(guān)命令，在 “移動(dòng) ”中會(huì)多次用到 “平移 ”和 “旋轉(zhuǎn) ” ；最后可以編輯裝配元件。 （ 4）滾輪軸 新建零件圖并命名為“ gunlunzhou”建立所需圖形的草圖，完成草圖后拉伸 34mm，并倒角，完成滾輪軸的建模（如圖 516）。 （ 2）支承銷 新建零件圖并命名為“ zhichengxiao”建立所需圖形的草圖，完成草圖后拉伸 14mm，并倒角，完成支承銷的建模（如圖 514）。輸入計(jì)算的尺寸，進(jìn)行 360 度旋轉(zhuǎn)；再用 “打孔 ”工具進(jìn)行軸孔和螺栓孔的建立。如圖 511 所示。 運(yùn)用 PRO/E 軟件進(jìn)行制動(dòng)底板的建模要綜合運(yùn)用了多個(gè)知識(shí)點(diǎn)。 圖 59 彈簧 凸輪軸的建模 新建零件圖名為 tulunzhou，草繪出凸輪軸的形狀，完成后用“拉伸工具”拉伸24mm，再用“拉伸工具”做出圓柱軸 510 33 圖 510 凸輪軸 制動(dòng)底板的建模 制動(dòng)底板是制動(dòng)蹄、 凸輪軸 以及 支撐銷等零件的裝配承載底板，并要與制動(dòng)鼓結(jié)合在一起。最后單擊 “完成 ”得到彈簧模型。 彈簧建模 新建立一個(gè) “零件 ”，命名為 “tanhuang”。拉伸厚度為 。 (5)用“拉伸”得到孔完成制動(dòng)蹄的建模（圖 55），將以上的操作都鏡像得到實(shí)體（如圖 56）。 (3)利用“筋”特征做出如圖的筋形狀（圖 53）。 （如圖 51）。 本章就是以 Pro/ENGINEER Wildfire 軟件進(jìn)行關(guān)于對(duì)鼓式制動(dòng)器模型的三維建模。 Pro/ENGINEER Wildfire 簡(jiǎn)單易用，功能強(qiáng)大、互聯(lián)互通，進(jìn)一步 加強(qiáng)了產(chǎn)品的實(shí)用性，增加了許多實(shí)用的新功能，提高了整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)體系中的個(gè)人效率和過(guò)程效率，能夠節(jié)省時(shí)間和成本，并提高產(chǎn)品質(zhì)量。所得到的數(shù)值都滿足于制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)的需要。? = 2 9 2 6 0 0 2 6 7 ?? ?a rctg =? 最大停駐 坡高度應(yīng)不小于 16%～ 20%，故符合要求。 () 滿載時(shí) 39。 (2)汽車可能停駐的極限下坡路傾斜角39。 hg— 汽車質(zhì)心高度。 L f= 7522441550 2??1497J/2≤1000J/2～ 1500J/2cm 故符合要求。 27 則 ?1211 221 tAvme a??= 0 7 7 ?? ???=2/mmw )1(221 221 ???? tAvme a= ?? ??? =2/ 貨 車鼓式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于 2/mmw，故符合要求。能量負(fù)荷愈大，則摩擦襯片（襯塊）的磨損亦愈嚴(yán)重 [5]。此時(shí)由于在短時(shí)間內(nèi)制動(dòng)摩擦產(chǎn)生的熱量來(lái)不及逸散到大氣中，致使制動(dòng)器溫度升高。 汽車的制動(dòng)過(guò)程，是將其機(jī)械能（動(dòng)能、勢(shì)能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^(guò)程。 26 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算 摩擦襯片的磨損與摩擦副的材質(zhì)，表面加工情況、溫度、壓力以及相對(duì)滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論 上要精確計(jì)算磨損性能是困難的。 制動(dòng)距離 S 在勻減速度制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離 S 為 S=1/（ t12+ t12/2） Va+ Va2/254? （ ） 式中 ： t12— 消除蹄與制動(dòng)鼓間隙時(shí)間，取 t12— 制動(dòng)力增長(zhǎng)過(guò)程所需時(shí)間取 故 S=1/（ + ） 30+ 302/254=8m 轎車的最大制動(dòng)距離為： S T=+V2/150 V 取 30km/小時(shí)。此時(shí)j=mrM r?/總 （ ） 式中：總— 汽車前、后輪制動(dòng)力矩的總合。 制動(dòng)減速度 制動(dòng)系的作用效果，可以用最大制動(dòng)減速度及最小制動(dòng)距離來(lái)評(píng)價(jià)。 當(dāng) I 線在 β線下方時(shí)，前輪先抱死。 所以，前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配將影響汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度，是設(shè)計(jì)汽車制動(dòng) 系必須妥善處理的問(wèn)題。 （ 2）后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑。 理論上分析如下，真正的評(píng)價(jià)是靠實(shí)驗(yàn)的。最危險(xiǎn)的情況是在高速制動(dòng) 時(shí)后軸發(fā)生側(cè)滑。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。 （ 2） 制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)（互相干涉）。 方向穩(wěn)定性是從制動(dòng)跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力等方面考驗(yàn)。制動(dòng)時(shí)發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時(shí)，汽車將偏離給定的行駛路徑。 制動(dòng)過(guò)程中汽車維持直線行駛，或按預(yù)定彎道行駛的能力稱為方向穩(wěn)定性。若制動(dòng)時(shí)發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力。 因?yàn)橹苿?dòng)過(guò)程實(shí)際上是把汽車行駛的動(dòng)能通過(guò)制動(dòng)器吸收轉(zhuǎn)換為熱能，所以制動(dòng)器溫度升高后能否保持在冷態(tài)時(shí)的制動(dòng)效能，已成為設(shè)計(jì)制動(dòng)器時(shí)要考慮的一個(gè)重要問(wèn)題。 24 制動(dòng)效能的恒定性 制動(dòng)效能的恒定性主要指的是抗熱衰性能。制動(dòng)效能是制動(dòng)性能中最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。 制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 汽車制動(dòng)性能主 要由以下三個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)： （ 1）制動(dòng)效能，即制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度； （ 2）制動(dòng)效能的穩(wěn)定性，即抗衰退性能； （ 3）制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，即制動(dòng)時(shí)汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能 [2]。c/b= 從蹄制動(dòng)蹄因數(shù) 根據(jù)公式 ??????????????bcffbhBFT12 （ ） 得 ?????? ??? = 本章小結(jié) 本章的主要內(nèi)容是完成了同步附著參數(shù)及鼓式制動(dòng)器的基本參數(shù)設(shè)計(jì)，還確定了鼓式制動(dòng)器的主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 ???? ?? ?ccf 故此蹄式制動(dòng)器不會(huì)自鎖。 ???? ???? ?? ?ccf inc os 239。 i i nc os 139。1139。蹄式制動(dòng)器的自鎖條件為 0)s in( c o s 11139。111 ])s in( c o s/[ BPffcfhPT Tf ???? ???? 3 ) i ( c o 7 0/[ 3 93 3 ???????? P = P 減勢(shì)蹄的制動(dòng)力矩 2222239。39。39。39。39。 ?????? ????? ])302s i n1 3 02s i ()1 3 02c o s302sa r c t a n [ ( c o 22 ?????????? ? 239。39。39。 ])2s i n2s i n2()2c o s2sa r c t a n [ ( c o 239。? ??3039。m a x ( c o s 2 c o s 2 ) / 4yF P b R ???? （ ） 式中 ： 100?? ??13039。 39。 39。1 )2s i n2s i n2()2c o s2( c o s/)]c o s( c o s4[ ???????? ?????? R 22 )202s i n1 3 02s i ()1 3 02c o s202( c o s/)]1 3 0c o s20( c o s2 1 04[ ???????????? = 對(duì)于減勢(shì) 蹄： 39。39。39。239。39。39。239。39。? maxP 為壓力分布不均勻時(shí)蹄片上的最大壓力。m a x ( c o s 2 c o s 2 ) / 4yF P b R ???? （ ） 其中 ： ??100? ??13039。 39