盘式制动器建模及制动盘的元分析.docx

1、盘式制动器建模及制动盘的元分析课程设计任务书学院汽车与交通学院专业车辆工程学生姓名?姜 键学号01设计 题 目 ：盘式 制 动器 建模及制动盘的有限元分析设计内容：1、使用 CATIA建立盘式制动器主要零部件的三维实体模型并装配。2、 将 制动盘的实体模型导入到 ANSYS中，进行划分网格、添加材料属性等 前处理。3、根据制动盘的特点确定模态分析的阶数， 计算制动盘的固有频率和振型。 技术要求：1、实体建模结构尺寸和形式正确。并能进行运动模拟 2、设计说明书。其中包括：（ 1） 写出实体建模步骤。 （2）写出模型导入导出过程。（ 3） 写出有限元分析的过程。 （4）结论（结果分析及问题讨论）

2、。（ 5） 参考文献3、提交 CATIA和有限元分析的模型文件及相关文件的电子文档。 进度安排：1、理解题目要求，查阅资料，学习软件，确定设计方案 1 天2、实体建模 4 天3、有限元分析 3天4、说明书撰写 1 天5、答辩 1 天指导 教师 （签 字）：年月日专 业 负 责 人 （ 签 字 ）：年月日1.实体建模步骤 3制动盘建模 3摩擦片建模 4制动活塞建模 6制动钳建模 6整体装配 82.导入过程 93.有限元分析的过程分析的过程 10对导入的模型进行单元属性定义 10网格划分及添加约束 10进行模态分析 11制动盘的振型分析 12结论 15参考文件 161实体建模步骤建模选用 cati

3、a 三维操作软件 ,建模步骤如下 制动盘建模（1）打开 catia软件，进入零件设计界面， 在 xy 平面分别做 r71 和 r127的圆， 退出草图平面，拉伸出圆柱体，分别拉伸长度为 51mm 和 6mm,如图所示。图拉伸后实体2）凹槽打孔等处理后如图所示图凹槽打孔等处理后实体 摩擦片建模（1）用轮廓线画如图所示草图。图摩擦片草图轮廓线2）退出草图平面，拉伸 4mm 如图所示3）经打孔倒角等处理后如图所示图打孔倒角处理后实体制动活塞建模建模成型后如图所示图制动活塞制动钳建模（1）用轮廓线画如图所示草图图制动钳草图轮廓线2）退出草图平面，拉伸 91mm 且部分倒角后如图所示图拉伸倒角后实体（3

4、）新建一个面距 yz面 62mm，在此面上画 r50，r54的圆，退出草图平面， 分别拉伸 32mm 和-15mm，且进行部分凹槽倒角后如图所示。图拉伸凹槽后实体（ 4）做端耳，半径分别为 4mm 和 10mm，端耳中心距坐标系中心为 60mm,端耳厚度为 10mm；做液压缸，半径为 16mm，深度为 40，输油孔，半径为 3，且进行局部凹槽倒角如图所示图制动钳实体整体装配装配后如图所示图装配模型2导入过程将零件保存为 modle格式，在运行 ANSYS 之前，将系统的时间改为 2010 年。 点 击 FileImportCATIA , 选 择 model 文 件 ， 打 开 ， 依 次 选

5、PlotCtrlsStyleSolidModelFacetsFine 选择 PlotVolumes，生成实体如图所示。图用于网格划分的实体模型3有限元分析的过程对导入的模型进行单元属性定义依 次 选 择 Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete, 定 义SOLID187 单元类型，打开如图所示对话框图“单元类型库”对话框依次选择 Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Modles,打开如图所示对话框，分别填写弹性模量 ,泊松比，密度 7e3。图材料类型的定义网格划分及添加约束（1）网格划分

6、依次选择 Main MenuPreprocessorMeshingMesh Tool,打开网格划分工具对 话框。在单元分配属性部分，选择 “Volums”单.击 “set按”钮，弹出体拾取对话框， 拾 取 实 体 ， 单 击 “OK”,将 材 料 分 配 给 体 。 依 次 选 择 Main MenuPreprocessorMeshingMesh Tool打, 开网格划分工具对话框， 点击 Smart Size, 点击 Mash,选择体，单击 OK.如图所示。图有限元网格模型（2）添加约束依次选择 Main MenuSlolutionDefineLoadsApplyStructrualDisp

7、lacementon Areas选择制动盘内圆柱面， 加载全约束。 进行模态分析（1）模态分析前处理SolutionAnalysis TypeNew AnalysisModel ，在 Analysis Option 中，选择算 法，选择 “Block Lanzcons选”择,8 阶矩阵运算，在算法选项中选择截止频率为 “100000。”（2）计算制动盘的固有频率依次选择 “SolutionsolveCurrent LS。跳过步骤中警告，观察运行代码，并等 待运算结束。待出现 “Solution done提示”，点击 “Close。”依次点击 “General PostprocResults S

8、ummary出现”计算的结果，即制动盘的固有频率如图所示。图制动盘的固有频率及阶数制动盘的振型分析（ 1）依次选择 “ SolutionLoad step optsExpansionPassSingle ExpandExpand Model ”进行设置。再次进行运算，步骤同第一次运算。图计算结果列表（ 2）依次选择 “ General PostprocRead ResultFirSstet”PlotResultContour PlotNodal Solu。振型如下图，每查看一种振型，要选择 “ Next Set”。i.-,T.禺誥勺nvE弓唱三Hl 聖第-H :KHE of Mr 1WH1L:

9、 3Q L3-A1FJ Hb wwmgfni:加筈 r-lw SM 囂dMkoRMfcEQW -ldILOIMH JhE誥占書* SYHLbu 吕馆腐f 口|熔口年 rolwDm *elwo-N!1AQI 国：EDH-I Tolwwmmi rslwrt_m-.Kxm0F*爼 荷恤吧 讯口 啊fflgtdcl? gnn mga9TTWZV. 言Mr9InoMtlf 芝吩TE; 芝*呻岂4; HraMsj be器即 辺 QUTOLIQdwElf吉|舄品|*-jK3n图 8 阶振型结论通过 ANSYS软件对盘式制动器制动盘的前 8 阶模态进行分析可知最大形变为， 且固有频率越大最大变形越集中，不利于制动盘的使用寿命，但固有频率过小可 能增加共振的可能性，所以应适当增大固有频率且对制动盘结构的质量和刚度的 分布进行适当的调整（如增大最大变形处的刚度）以增大制动盘使用寿命。参考文献1.张乐乐，苏树强，谭南林 .ANSYS 辅助分析应用基础教程上机指导 . 北京交通大 学出版社，2.王新敏. ANSYS 工程结构数值分析 .北京.人民出版社， 20073.胡海龙. CATIA V5 R18 基础设计 .北京：清华大学出版社，4.陈家瑞 . 汽车构造 . 北京：机械工业出版社，