无纬带绑扎机制动器摩擦热效应研究

论文摘要

制动器是机械传动中重要的组成部分,广泛应用于矿山、冶金、航空、兵器、水电、化工轻纺及交通等部门的机械制动系统中。近年来,随着应用领域的不断扩大和性能要求的不断提高,制动器结构形式、规格形状、性能特别是摩擦热力学性能和应用材料等方面有了很大的发展,同时,国内外在制动器的标准化研究工作方面也取得了很大的进展,制动器产品的竞争能力大为提高。本文以无纬带/钢丝绑扎机中的带式制动器和盘式制动器为研究对象,在简要分析制动器摩擦与传热问题理论的基础上,对带式制动器和盘式制动器进行了摩擦力学、热力学分析,并建立了带式及盘式制动器摩擦副三维实体模型,应用有限元法对其瞬态温度场进行分析研究。具体研究工作包括:(1)分析了制动器中的摩擦与传热问题基本理论,得到制动器摩擦热力学分析计算需要用到的一系列摩擦力学公式、热传递公式、温度场计算公式等。(2)建立了无纬带/钢丝绑扎机带式制动器的摩擦力学与热力学模型,进行了制动器稳态与瞬态热效应分析,确定了摩擦热与摩擦功率之间的关系。探讨了摩擦热量在摩擦副材料中的分配状况,并得到了摩擦副平衡温度和摩擦副可长期连续工作的条件。(3)建立了基于ANSYS的带式制动器的制动器热效应分析模型,得到不同时间摩擦副温度场分布状况和温度随时间的变化规律,为带式制动器的设计提供了理论依据。(4)根据新型盘式制动器的力学模型,对其制动精度进行分析;建立了新型盘式制动器的摩擦力学与热力学模型和基于ANSYS的制动器瞬态热效应分析模型,得到不同时间摩擦副温度场分布状况,为新型盘式制动器的热力学分析与设计提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 钢丝/无纬带绑扎机制动器
• 1.2 制动器摩擦热效应国内外研究现状
• 1.2.1 摩擦副接触问题
• 1.2.2 摩擦副热分配机制
• 1.2.3 温度场计算模型
• 1.2.4 温度场求解数学方法
• 1.2.5 温度测量实验技术
• 1.3 本文选题意义及主要研究内容
• 第二章 摩擦与传热问题基本理论
• 2.1 带式制动器摩擦理论基础
• 2.2 盘式制动器摩擦理论基础
• 2.3 传热理论基础
• 2.3.1 热量传递方式
• 2.3.2 温度场计算公式
• 2.3.3 热应力的计算
• 2.4 制动热效应的有限元法与ANSYS分析法
• 2.4.1 有限元法及分析软件
• 2.4.2 热传导的有限元分析方法原理
• 2.5 本章小结
• 第三章 带式制动器摩擦热效应分析
• 3.1 带式制动器摩擦力学分析
• 3.2 带式制动器应力有限元分析
• 3.3 带式制动器稳态热效应分析
• 3.4 带式制动器瞬态热效应有限元分析
• 3.4.1 边界条件
• 3.4.2 瞬态热效应分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 新型盘式制动器摩擦热效应研究
• 4.1 组成与工作原理
• 4.1.1 工作能力计算
• 4.1.2 制动精度的设计
• 4.2 摩擦片应力有限元分析
• 4.3 摩擦片温度有限元分析
• 4.3.1 温度对材料热物理性质的影响
• 4.3.2 边界条件
• 4.3.3 有限元模型
• 4.3.4 结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 攻读硕士学位期间的科研成绩
• 参考文献
• 致谢