汽车浮钳式盘式制动器有限元分析

摘要：盘式制动器由液压控制，随车轮转动，具有散热快、重量轻、构造简单、调整方便，制动效果稳定等优点。该文对制动器进行有限元分析，并对结果进行分析。

关键词：盘式制动器 ANSYS 有限元分析

中图分类号：U463.51+2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（b）-00-01

汽车制动系统是汽车行驶的一个重要的主动安全系统，其性能对汽车行驶安全有着重要影响。浮钳式盘式制动器在制动盘一侧设有加压机构，可在制动盘的另一侧产生压紧力。

1 制动器有限元模型建立

将CATIA软件中建立的浮钳式盘式制动器三维模型导入ANSYS中。首先简化模型，采用10节点四面体单元作为划分网格类型，可在边缘和高应力处细化和改善网格。活塞的网格节点数为25995，单元数为13160，制动钳钳体的网格节点数为36535，单元数为18526。活塞及钳体的有限元模型如图1，图2所示。

2 材料属性的添加

设定弹性模量和泊松比，其中活塞采用的材料为08AL，钳体采用QT500-7，活塞的弹性模量（Gpa）190，制动钳钳体为173，泊松比活塞为0.25，制动钳钳体为0.3。

3 载荷和约束的施加

活塞液压缸的制动压强直接均匀作用在活塞上，压强P=2 mpa。制动钳钳体的油缸内壁受到均匀分布的液压压强P，油缸内直径D=56 mm，制动盘反作用力通过外侧摩擦块对钳体产生一个推力F=10231 N，载荷均布在衬块底板与钳体接触处。

各零件的约束条件施加情况为：活塞只能沿着液压缸内径X方向作平动，所以需要约束Y，Z方向的平动和三个转动；制动时，可使钳体沿着平行导向销的轴向运动，通过自定义来约束沿Y，Z轴方向运动和绕XYZ的转动，5个自由度。

4 仿真计算与结果分析

有限元分析结果如图3，图4所示。在应力云图中可知，活塞受到的最大冯氏应力为64.748 mpa，应力最大处为活塞壁底部

边缘。

制动钳受到最大应力为0.72387 mpa，应力最大处为缸体内侧，通过对比发现应力最大处均小于屈服极值，满足强度要求。

参考文献

[1] 吴社强，吴政清，姜斯平.汽车构造[M].上海：上海科学技术出版社，2002.

[2] 文九巴.机械工程材料[M].北京：机械工业出版社.