[发明专利]两轴汽车行车制动系Ⅰ型制动性能热衰退虚拟试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制动性能热衰退虚拟试验方法，尤其是涉及一种两轴汽车行车制动系I型制动性能热衰退虚拟试验方法。 

背景技术

汽车制动器的实际工作过程比较复杂，而制动器作为汽车的一个重要安全部件，它的实际工作性能及稳定性不仅受到“人-车-环境”系统中其它非车因素影响，同时还与汽车其它系统和总成相互耦合与作用。对于汽车行车制动系I型制动性能热衰退虚拟试验系统的建立，不但需要基于制动器台架试验及其有限元仿真相结合所验证得到的制动器的摩擦系数温度特性，同时还需要综合考虑汽车重量、几何和其它有关部件性能参数作用下对制动器动态输出力矩的影响，并设法进行误差修正。 

汽车整车制动试验主要为验证是否符合相应的法规、标准的要求而进行的，汽车整车制动方面主导性的国家强制性标准主要是GB12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》和GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》，其中1999年修订后的GB12676-1999等效采用了ECE R13法规和ISO 6597-1991，ISO7634-1995，ISO7635-1991等国际标准；GB7258是根据我国机动车运行中的安全要求，由公安部、交通部提出并于1987年开始实施，1997年作了修订，其第6节“制动系”的要求与GB12676-1999的内容大体相似。GB12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》涉及的整车热衰退试验包括：I型试验(紧急制动热衰退和恢复试验)和II型试验(下长坡试验)。汽车实车道路制动试验特点是真实可靠，一般在汽车试验场进行，可以模拟一些车辆的实际使用工况，是汽车性能研究不可缺少的基础和重要环节，但它需要投入较多的人力、物力和各种测量 仪器，费用及试验周期仍然相对较长；另外有时由于试验条件和试验安全方面考虑也有所受限。而虚拟试验为汽车试验提供了特殊高效解决手段。虚拟试验就是借助于计算机的高速解算，按实际试验要求对基于描述汽车系统及其动态过程的数学模型的仿真模型进行模拟试验：不仅可以作为真实试验的前期准备工作或在一定程度上替代传统的试验(如一些极限工况)；大幅减少真实试验次数，降低试验费用，缩短试验周期；较好的交互性，使得各种试验信息及时反馈；不受气象条件、场地、时间和次数的限制，试验过程可方便实现回放、再现和重复。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种两轴汽车行车制动系I型制动性能热衰退虚拟试验方法，其设计合理、试验投资成本低、模拟效果好且使用操作简便，能有效解决现有制动系I型制动性能热衰退虚拟测量系统及方法所存在的投资成本高、模拟性较差、试验方法复杂、试验周期长等多种缺陷和不足。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种两轴汽车行车制动系I型制动性能热衰退虚拟试验方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 

步骤一、确定被测试两轴汽车制动器制动摩擦副的摩擦系数-温度之间的函数关系μ＝f(T)，被测试制动器为鼓式制动器或盘式制动器，其确定过程如下： 

101、建立三维几何模型：根据被测试制动器的装配结构，利用CAD软件建立被测试制动器的三维几何模型； 

102、建立三维热-机耦合有限元模型，其建模过程如下： 

1021、将步骤一中所述三维几何模型导入多场耦合分析软件中； 

1022、在多场耦合分析软件环境下，选定分析单元并以所选定的分析单元对所述三维几何模型进行网格划分，所选定的分析单元包括被测试制 动器的三维实体结构单元、摩擦接触单元和对流辐射单元三种类型单元； 

1023、输入根据工程材料手册所查询出的或者通过常规材料性能测试试验所测得的被测试制动器的材料物性参数，选择一种收敛快速的摩擦接触算法，同时选定摩擦系数-温度模型，最终建立三维热-机耦合有限元模型，所述摩擦系数-温度模型为被测试制动器制动摩擦副的摩擦系数-温度之间的函数关系μ＝f(T)，式中μ为被测试制动器制动摩擦副的摩擦系数，T为被测试制动器制动摩擦副的摩擦接触面温度；所述材料物性参数包括被测试制动器制动摩擦副所采用材料的弹性模量、密度、导热系数、比热容、热膨胀系数和泊松比；