鼓式制動(dòng)器廣泛應(yīng)用于卡車(chē)、公共汽車(chē)和一些乘用車(chē)，利用連接到車(chē)軸或懸架的半圓形制動(dòng)蹄與安裝在車(chē)

輪上的圓柱形鼓內(nèi)側(cè)的摩擦使車(chē)輛減速。蹄與鼓之間的摩擦系數(shù)是一個(gè)可調(diào)特性，它影響制動(dòng)性能和制動(dòng)

器的振動(dòng)特性。較高的摩擦系數(shù)降低了作用在制動(dòng)蹄上所需的力，但它也增加了振動(dòng)并降低了制動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)

定性。為優(yōu)化制動(dòng)設(shè)計(jì)，采用多柔體動(dòng)力學(xué)軟件RecurDyn，對(duì)鼓式制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的摩擦和振動(dòng)進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，并評(píng)估其振動(dòng)和制動(dòng)性能。創(chuàng)建制動(dòng)系統(tǒng)數(shù)字孿生模型，并評(píng)估兩種不同制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

▎仿真過(guò)程

① 創(chuàng)建鼓式制動(dòng)系統(tǒng)的 MBD 模型，包括車(chē)軸、制動(dòng)蹄和鼓，以復(fù)現(xiàn)其動(dòng)態(tài)行為

② 創(chuàng)建柔性體來(lái)預(yù)測(cè)鼓和蹄的變形和應(yīng)力

③ 分析不同摩擦系數(shù)下鼓與蹄之間的振動(dòng)特性

④ 評(píng)估具有相同摩擦系數(shù)的兩種不同設(shè)計(jì)的制動(dòng)性能

▎關(guān)鍵仿真技術(shù)

• 多體動(dòng)力學(xué)技術(shù)用于預(yù)測(cè)鼓式制動(dòng)器的行為

• 非線性接觸算法，用于計(jì)算包括摩擦在內(nèi)的剛體和柔性體之間接觸力

• 多體動(dòng)力學(xué)(MFBD)技術(shù)，可準(zhǔn)確再現(xiàn)鼓和蹄的變形和應(yīng)力以及制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)

▎工具包

• RecurDyn/Professional  

• RecurDyn/GTire

• RecurDyn/ProcessNet

▎工程問(wèn)題

• 需要確定鼓式制動(dòng)器的噪聲和振動(dòng)來(lái)源并加以改善

• 需要早期驗(yàn)證新設(shè)計(jì)是否滿(mǎn)足所需的制動(dòng)性能規(guī)范

• 難以分析鼓式制動(dòng)系統(tǒng)各部分的變形和應(yīng)力

▎解決方案

• 非線性接觸算法，成功復(fù)現(xiàn)鼓與蹄接觸產(chǎn)生的振動(dòng)

• 定量評(píng)估摩擦系數(shù)變化引起的振動(dòng)特性變化

• 使用瞬態(tài) MFBD 技術(shù)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)鼓隨時(shí)間的變形和應(yīng)力

• 使用虛擬樣機(jī)預(yù)測(cè)兩種不同設(shè)計(jì)之間的制動(dòng)性能差異

▎結(jié)論

• 可以使用虛擬樣機(jī)在早期階段驗(yàn)證新設(shè)計(jì)

• 仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合

• 在RecurDyn中創(chuàng)建了制動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)字孿生模型后，該模型可以在未來(lái)用于制動(dòng)系統(tǒng)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和分析

文章來(lái)源：RecurDyn軟件