利用有限元软件Abaqus建立了不同凹坑结构简化的三维制动器模型,并结合热力耦合相关理论和正交试验法,探究了凹坑的深度h0、直径D0、圆周方向相邻凹坑间隔度数e及类型Ty对制动盘温度及应力的影响机制;在此基础上,研究分析了不同非光滑表面形态制动盘的温度场及应力场,并探究了在最优组合下,紧急制动过程中不同制动初速度及压力下的非光滑制动盘温度随半径的影响规律。结果表明,通过正交试验法得到的凹坑深度h0为5 mm、直径D0为8 mm、圆周方向相邻凹坑间隔度数e为20°的正方形凹坑制动盘温度及应力最小,为最优组合。其中,正方形凹坑制动盘具有最好的散热性能。随着制动初速度和压力的增大,该制动盘面的温度逐渐增加,制动盘的最高温度均出现在制动盘半径136 mm处。

运用热力耦合及传热学相关理论,利用有限元软件Abaqus建立正交各向异性C/SiC材料的汽车通风式制动器模型;以此为基础,对该模型在紧急制动过程中不同制动初速度、不同制动压力以及制动盘的不同纵向膨胀系数进行了模拟和分析。结果显示,在热力耦合作用下,制动盘节点单元温度曲线呈现出“锯齿状”波动,热应力主要出现在摩擦副接触的中间区域;在紧急制动过程中,制动压力和初速度越大,制动盘面温度上升越明显,而不同制动盘膨胀系数对制动盘最高温度的影响不显著。