开题报告-汽车盘式制动器的建模与仿真.docVIP

开题报告 题目名称 汽车盘式制动器的建模与仿真 题目来源 A 题目类型 2 导师姓名 陈克 学生姓名 尚阳 班级学号 0802020314 专 业 车辆工程 具体内容（课题背景和意义、国内外研究现状、课题主要内容、课题研究方案、日程安排、参考文献） 研究背景: 当前我国经济呈现一种飞速发展的态势，汽车工业的蓬勃发展业已成为推动 我国经济的最强一股力量。车辆的安全性能在车辆的设计和制造中扮演着越来越重要的角色,直接关系着车辆的安全性能的制动系统的研究价值十分重大.随着车流密度的日益增大,交通事故也不断增加.据有关资料介绍,在由于车辆本身的问题而造成的交通事故中,因制动系统故障导致事故占其中的45%,而在紧急制动过程中,由于制动距离过长和制动侧滑等原因常常造成致命交通事故,这说明制动器在保证机械设备安全中的重要地位,车辆制动系统是根据车辆的行驶要求,把握车辆开启停顿、控制车辆运行速度、应变行驶突发事故、维护车辆行驶安全的一个系统,其质量合格、性能优良是车辆安全性的重要保障.因此所有新开发的或者改装的车辆都要进行制动性能试验.改善车辆的制动性能,提高制动器的设计和制造水平具有非常重要的现实意义,并且越来越成为汽车研究领域的一个重要课题. 车辆制动技术的发展始终都是以满足制动系统的基本功能及安全性能要求为核心,以低成本、高重复利用率的新型开发模式为发展目标的,对制动器及其相关性能进行分析研究也就显得尤为重要.传统的设计方法需要大量的试验以及反复修改,因而在产品各种建模理论及方法对制动系统的性能进行分析的新型开发模式受到越来越多的关注. 制动系统的动态特性是对系统进行综合分析的前提,而实际过程中往往由于经济、安全等各方面的原因而无法给出动态特性,因而难以完成对系统进行评价的过程.系统仿真可以很好地解决此类问题,其通过一定的数学物理及实体模型,对系统的运动等各种特性进行仿真预测,从而得出被仿真系统的仿真输出参数和基本特性,以此来推断和估计实际系统的真实和真实性能. 研究意义:制动器是车辆制动系统中最重要的安全部件,制动系统能否正常工作,是整个制动系统正常工作的关键.因此,对制动器的制动性能进行深入分析、研究与评价,以此判断其是否满足设计要求具有十分重要的意义. 随着计算机技术的发展,应用计算机建立制动器的CAD模型并进行力学仿真分析已成为一种快速而准确的优化设计方式,这不仅降低了研究费用,节省了人力物力,缩短了研发周期,而且能达到使制动器结构参数和性能参数优化的目的,所以对制动器的建模与仿真研究已成为车辆制动性能理论研究与样车性能测试的重要手段.各种CAD/CAE/CAM分析软件的应用,使得模型的建立更加准确、直观,也更能反映出产品的实际情况,日益完善的算法也更能保证计算结果的可信度.因此综合分析影响制动性能的因素,提高制动器的制动性能,为制动器的设计改进提供理论依据具有非常重要的工程意义. 国内外研究现状: 国外对制动器进行结构仿真分析的文献还比较多,但多集中在热应力分析,制动噪声分析、振动模态分析等方面,对结构强度分析、参数化有限元方面的分析还不是很多.另外,制动器设计还涉及到非线性问题,而国外学者对非线性理论研究较多,非线性有限元理论的应用也较为广泛. 在接触力学研究方面，德国Stuttgart大学和Erlangen大学组成的接触动力学研究组在数值计算、理论分析和实验研究中做了大量的工作。曾在研究组中工作的 Peter Eberhard教授和胡斌博士长期进行德国研究基金会资助项目“连续体力学中的多场问题”SFB404的研究工作，并提出接触动力学的计算方法:对于低频的刚体运动，可用多刚体动力学方法;对于高频波动现象，最有效的方法是有限元法。该方法以被成功的用于解决减少汽车刹车噪声这一重大项目【1】。 在非线性理论不断发展成熟的同时，越来越多的工程师在仿真过程之中考虑非线性因素的影响。不少学者利用上述原理对制动盘的热问题，噪声问题，变形问题等进行了大量的研究。 在非线性有限元软件方面，1969年，PedroMareal成立了自己的公司，使第一个非线性商业有限元程序MARC进入市场。同期， JohnSwanson也将他的非线性程序ANSYS推入市场，ANSYS主要关注的非线性材料而非求解完全的非线性问题。1972年，Hibbitt与人合作建立HKS公司，使ABAQUS商业软件进入市场。ABAQUS能够引导研究人员增加用户单元和材料模型，尤其是其拥有强大的非线性分析能力和广泛而先进的模拟能力。ABAQUS求解模块主要包括隐式求解器ABAQUS/Standard和进行显示求解的显示求解器ABAQUS/ExPlicit两种。其中隐式求解器为通用有限元程序，可以处理大部分线性和非线性问题，但其在处理复杂接