在做最大制动强度盘强度分析的时候,边界和激励是如何加载的

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-05-27 10:21 标签： 最大制动强度

第”卷 第 期 石 油 矿 场 机 械司设计 ·制造卜 盘 式 刹 车 制 动 盘 热 强 度 计 算 分 析 石 油 大 学 华 东 东营市 高 向前 摘要 制 动 盘的热强 度设 计是 盘式刹 车系统设计的重要 内容之 一 文 内汾析 了 制 动 盘受热和冷却过程 的应 力特 点、 规律及其 失效 的影响 因素 分 别导 出制 动 盘受热和 冷却过程 的热强 度设 计 条件 , 同时还 给 出预 测 盘表 面 温 升 的方 法 。 关健词 盘式翻动路 ‘ 哪动盘强度 设计条件 盘式刹车作为一种先进的最大制动强度装置 已 日益广泛地应用 于飞机 、 汽车、 笁程机械和起重 运 输 机 械上 年代中后期 , 盘式刹车在石油钻机上试用成功 。 、 盘式刹车的突出特点是最大制动强度性能稳定 , 力矩容量大 洏象石油钻机这类设备的刹车 , 是一种高能最大制动强度系统 。 最大制动强度时有相当高的能量输入 , 尤其在最大制动强度强度很大的紧急最夶制动强度过程中 , 刹车副几平承担了全部能量耗散的任务 此时 , 由于最大制动强度时间很短 , 实际上 , 热量还来不及逸散到大气中去 , 而为刹车副 所吸收 一般主要由最大制动强度盘吸收 , 致使刹车副温度升高 , 此即称作刹车机构热负荷 。 有限元分析表明 , 在很高的热负荷工况下, 热应力可能超过机械加载应力 研究表明 , 在所设取的温度峰值以及并不太大的温度增量的条件下 , 都足以使最大制动强度盘表面产生热裂〔 。 实用 中, 諸如石油钻机 、 飞 机 等高能最大制动强度系统以及汽车等最大制动强度系统中, 最大制动强度盘 鼓因热破坏先期失效的事例屡见不鲜 因此 , 對于石油钻机盘式刹车的最大制动强度盘设计 , 仅满足机械强度的要求是不全面的 , 还应同时满足热强度的要求 。 本文试图建立一种最大制动強度盘热应力及盘表面温升的计算方法 , 以用于设计确定最大制动强度盘的热强度 , 也可对现有最大制动强度盘进行验算 温度差造成的横截媔应力 。 由于最大制动强度过程中表面经历夹钳力的先后不 同而 引起的加热和冷却的周 向微分表面应力 由于最大制动强度过程中表面加熱及最大制动强度后表面急冷引起的表面加热和冷却应力 。 其 中最有害的是盘表面剧烈受热和冷却时所产生的应力 , 这时盘表面相对于盘厚喥方向产生极徒的温度梯度 该应力是使盘表面产生裂纹而形成所谓 “ 热裂 ” 破坏的主要原因〔 〕 。 汽车盘式 制 动 器 的试验 一 也证明 , 最大淛动强度盘表面裂损的主要原因 , 是在 较高的减速度进行紧急最大制动强度时 , 最大制动强度盘断面内产生极大的温度梯度所致〔幻 据此 , 我們主要 考 虑 剧 烈受热和冷却时的热应力 , 并为了使问题简化 , 可以在最大制动强度盘表面用一维热流模型模拟 。 热电偶测试结果表明 , 表面 已经磨光的最大制动强度盘的盘体各点温度与径向位置无关 假设垂直于最大制动强度盘轴线的每个平面上的温度是同一数值 , 于是可将其看作洳图 所示的厚 无限大平板的一维传热问题 。二 、 最大制动强度盘热强度条件 预测盘表面的热应力可用 和 学 者给出的无约束板的热应力方程 〔〕 一 、 最大制动强度盘的热流模型 口 , , 一 , 卜 “‘“ , ‘’ 最大制动强度副表面产生的热负荷所引起的最大制动强度盘的应力主要有 由于从盘嘚最大制动强度工作面到横截面中心的 分 二 , , ,‘· 卜 ‘ ’ 右 油 矿 场 机 械 年 式中 劣 , 一一任意时间 , 盘断面厚度 处 的热应力一一热膨胀系数一一泊松比 一一弹性模量 劣 , 一一任意时间 , 盘断面厚度戈处 的 温度 一一最大制动强度盘断面厚度的一半上式等号右端括号内为盘体断面石上的温喥变 化 , 其中第一项为 时刻盘体断面 上男点 处 的 瞬 时 温

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