张小军 091113031066 外文翻译.docVIP

汽车制动盘的冷却因素预测和其影响结果的热值模拟 M. PEVEC, I. POTRC, G. BOMBEKand D. VRANESEVIC 1) 产品开发—制动和悬架，Cimos d. d.，Marezganskega upora 2，科佩尔 6000、斯洛文尼亚　　 2) 机械工程学院，马里博尔大学，马里博尔2000,斯洛文尼亚 摘 要：在制动盘的开发过程中，有必要对适应性设计进行预测，可以肯定用预测的方式，即使用不考虑冷却因素的模型也能满足所有客户的请求，通常制动盘适用性测试的不同顺序制动测试中，将达到最高温度作为制动盘是否合适的标准。如何预测制动盘的行为，在预试期之前对开发成本和时间有很大影响。预测制动盘制动温度常见的方法是数值模拟分析法，借助于计算流体动力学，流经汽车的空气流量由制动盘的尺寸参数决定，对所有汽车速度和制动盘的温度进行传热系数计算，然后把结果导入到热值模拟顺序制动测试中进行分析，结果表明，冷却因素对温度的影响很大。要想从数值模拟和汽车测试模拟中获得准确的结果，必须要考虑传热系数的准确性、适当性，数值模拟法得到更精确的数值并为开发工程师在制动盘早期预试阶段提供合适的开发方案。 关键词：通风制动盘；传热系数；CFD和有限元法；温度负荷 1. 简介 在制动时，运动的汽车的动能和势能都转化为热能。大多数的热能被制动盘吸收，然后散失到周围的空气。实心制动盘散热缓慢。因此，目前通风盘通过增强气流通来改善汽车制动系统冷却。通风制动盘作为一个离心机，使冷空气进入内侧，冷空气通过叶片然后被排出。有人指出，通风盘式制动器的对流传热系数大约是那些实心盘式制动器的两倍(Limpert，1975年)。 由于制动效率取决于汽车重量、最大速度等，所以每种具体汽车制动盘的开发是不一样的。迄今为止，制动盘程序开发通常是复制类似的车型或只是做细微的修改和之前已有的设计重复。如果设计能在汽车测试时令人满意，这个设计将被批准。直到进行试验之前没有人确切知道设计的制动盘是否会通过汽车行驶过程测试。开发工程师正在试图在进行物理测试之前预测制动盘的行为。目前，数值分析在开发制动盘过程中已成为一个强大的工具。利用各种各样的计算机程序进行有限元计算，可提供制动盘的运行状况。 在过去的几年里，制动盘热分析已经变得非常流行，有许多关于制动盘热分析话题的论文。列车制动盘的热力学分析使用传热系数(Reibenschuh和Oder，2009年)进行了估计，他们还强调由于温度负载确定，对汽车制动盘进行了类似的分析(Gotowicki et al，2005年)，其次，平均对流系数被认为是由制动器行业考虑温度和速度的平均值的实验而确定的，实验结果在90与100之间 。必威体育精装版的研究是专注于使用计算流体动力学(CFD)改善冷却。直到现在，虽然，这方面的研究已经受到大部分商业和列车制动盘的限制(Galindo-Lopez和Tirovic，2008年)，尽管大多数的盘式制动器安装在客车上，但 传 使用ANSYS CFX(ANSYS，2009年)软件程序分析通过制动盘和其周围的气流，随后，也可以用作热分析计算的边界条件并考虑对流和辐射的传热系数，计算出两个分隔区域在所有的转速和温度下的平均热传递系数。表一所示，对车速为5、25、50、75、100、125、150、175和200公里/小时的温度做出的分析，这意味着计算重复了90次。 3.1. 制动盘的3D模型 客车前制动盘的设计和基本尺寸如图2所示。制动盘有41个冷却叶片间距,使其以8.78度的基本角度对称，选择这个模型是因为Cimos工厂生产这种制动盘使试验标本的生产简单。为CFD数值计算选择一个有三个冷却叶片的3D模型，3D模型的区域角度为26.34度。 图1 两个分离区域传热系数的计算 图2 . 制动盘的CFD分析 3.2.1. 网格模型 该计算模型代表一个环绕着制动盘部分的26.34度蛋糕片状的区域，高度是制动盘的4倍，长度是制动盘的3倍的半径区域。如图3, 模型最重要的是区域周围的制动盘壁，网格为这个地区提供良好的质量。其余的模型大约是网状的,没有特别的规律，因为它只对流入和流出的空气模式可视化。 该模型是网状的，使用补丁方法确认四面体网格，用于产生649272个有限元素和125091个节点，四面体网格由于其自动生成网格的通用性和易用性被用于这个分析，但进一步的研究应该与其他网格类型进行比较和提高其质量。 3.2.2. 临界条件 .55，辐射分数为1，这是用于制动盘生产材料的物理性质、等级en - grey- 250灰色铸铁(Galindo-Lopez和Tirovic，2008年）决定的。浮力效应被忽视，因为泵气作用的制动盘几乎完全依