(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111487676.4 (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 安徽职业 技术学院 地址 230011 安徽省合肥市新站区文 忠路 2600号 (72)发明人 肖欢　田晓雪　 (74)专利代理 机构 北京保识知识产权代理事务 所(普通合伙) 11874 代理人 姚天健 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种汽车盘式制动器结构多场景工况下的 分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种汽车盘式制动器结构多 场景工况下的分析方法， 属于参数性能分析方法 技术领域； 一种汽车盘式制动器结构多场景工况 下的分析方法， 首先通过三维建模 软件构建盘式 制动器的三维物理模型， 选取盘式制动器的制动 盘和摩擦片作为主要研究对象， 在不考虑通风散 热的情况下， 通过有限元分析方法对静止状态下 的盘式制动器三维模型进行静力学分析和模态 分析， 同时， 本发明还在考虑通风散热的情况下， 通过热‑结构耦合分析方法对紧急制动工况下的 制动盘和摩擦片进行分析， 根据有限元分析和 热‑结构耦合分析结果， 对盘式制动器结构 的设 计和优化 提供依据和建议。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114139424 A 2022.03.04 CN 114139424 A 1.一种汽车盘式制动器结构多场景工况 下的分析 方法， 其特 征在于， 包括有以下步骤： S1、 盘式制动器三维建模： 对盘式制动器的结构进行简化， 利用CATIA软件对盘式制动 器的制动盘和制动摩擦片进行三维模型构建； S2、 静力学分析： 基于S1中所构建的三维模型， 在不考虑摩擦生热的前提下， 对盘式制 动器工作前进行静力学分析； S3、 模态分析： 完成S2中所述静力学分析后， 在同样不考虑摩擦生热的前提下， 进一步 对盘式制动器进行模态分析； S4、 热‑结构耦合分析： 在考虑摩擦生热的前提下， 采用热 ‑结构直接耦合分析方法对盘 式制动器紧急制动工况 下制动盘部分温度场和应力场的变化情况进行分析； S5、 对S2‑S4中所得分析结果进行记录和整理， 整体分析， 得出盘式制动器的制动盘和 制动摩擦片在静态和紧急制动时的变化特点； S6、 根据S5中所 得结果， 分析 得出盘式制动器的结构和参数优化建议。 2.根据权利要求1所述的一种汽车盘式制动器结构多场景工况下的分析方法， 其特征 在于， 所述S2中提到的静力学分析， 包括有静态接触时制动盘的应力分布分析、 静态接触时 制动盘的应变分布分析、 静态接触时摩擦片的变形分布分析和静态接触压力与瞬态接触压 力分布分对比分析； 上述具体分析 过程均基于有限元静力学分析理论， 具体包括： A1、 物理模型离 散化： 将S1中构建的三维物理模型离 散为由各个单 元组成的计算模型； A2、 定义单 元特性： A2.1、 选取位移模式， 使用位移法， 利用节点位移替换未知量， 并通过函数表示位移和 节点力的关系； A2.2、 计算等效节点力， 对于S1中构建的三维物理模型中节点上的力能否等效转移进 行分析； A2.3、 组装单元， 在结构不变的情况下， 对于S1中构建的三维模型中的每个单元通过组 合， 形成有限元分析 方程； A2.4、 求解未知节点位移， 分析计算后， 通过解析A2.3中形成的有限元方程， 得出节点 位移情况。 3.根据权利要求2所述的一种汽车盘式制动器结构多场景工况下的分析方法， 其特征 在于， 所述S 3中提到的模态分析， 包括有自由模态分析和预应力模态分析， 其分析理论具体 为： 根据S1中构建的三维模型构建盘 式制动器系统振动微分方程， 所述系统振动微分方程 为： 式中， M代表结构质量矩阵； C代表结构的阻尼矩阵； K代表结构的刚度矩阵； F(t)代表随 时间变化的荷载函数； 代表节点加速度矢量； 代表节点速度矢量； x代 表节点位移； 不考虑阻尼等相关因素的影响， 对系统振动微分方程进行简化， 将方程中具有线性时 不变特性的屋里坐标转化为模态坐标， 将所得模态坐标进 行变换后得到盘式制动器的系统 模态振型矩阵， 矩阵中的各列向量即为对应的系统各阶模态振型。 4.根据权利要求1所述的一种汽车盘式制动器结构多场景工况下的分析方法， 其特征权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114139424 A 2在于， 所述S4中提到的热 ‑结构耦合分析， 包括有紧急制动工况下径向温度场分析、 紧急制 动工况下轴向温度场分析、 紧急制动工况下周向温度场分析以及紧急制动工况下应力场分 析。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114139424 A 3