[发明专利]基于摩擦片及制动盘接触压力的摩擦片优化方法

说明书

本发明公开一种基于摩擦片及制动盘接触压力的摩擦片优化方法，包括以下步骤：根据制动器的几何参数和各部件的材料参数建立有限元模型，对建立的有限元模型进行静力求解，获取摩擦片与制动盘之间的接触压力数据；根据制动器中摩擦片与制动盘之间的接触压力数据，计算摩擦片各个单元接触压力的标准差，当摩擦片各个单元接触压力的标准差大于预设目标值时，调整制动器中摩擦片的材料参数，直至摩擦片各个单元接触压力的标准差小于或等于预设目标值。本发明以单元接触压力标准差作为评价接触压力均匀程度指标，使制动盘及摩擦片间接触压力尽可能均匀分布，避免制动盘及摩擦片非正常磨损，以及非正常磨损带来的制动抖动及制动噪音问题。

技术领域

本发明属于制动技术领域，尤其涉及机动车的摩擦片优化设计，具体是基于摩擦片及制动盘接触压力的摩擦片优化方法。

背景技术

汽车制动器是汽车结构中非常重要的部件，其性能对行车安全有着重要的影响。制动盘与摩擦片间的摩擦对制动器性能及使用寿命有着重要的影响。制动盘的非正常磨损直接影响汽车的安全行驶,并且导致制动盘厚薄不均匀，导致制动器制动性能降低。制动盘厚薄差是盘式制动器产生制动抖动的主要影响因素。制动抖动带来的制动振动及噪声问题，会引起严重的质量问题，并带来用户投诉。

为了避免上述问题，通常会采用双活塞或多活塞的制动器结构设计，或者增大活塞半径等方式实现摩擦片及制动盘间的接触压力更均匀地分布，避免非正常磨损。但多活塞的设计以及更大的活塞支直径，意味着成本的升高，不利于产品在竞争激烈的汽车市场赢得优势。

现有技术存在摩擦片和制动盘之间的压力不均匀，存在非正常磨损，且制动时有噪音。

中国专利“一种优化摩擦片减少不均匀磨损的方法”，CN201810052315.9，公开了一种优化摩擦片减少不均匀磨损的方法，包括：建立制动盘和摩擦片模型；对制动盘和摩擦片进行网格划分；通过有限元软件进行热机耦合分析；根据温度场和接触压力场，得出摩擦副离散点的应力值；通过PB实验设计确定影响因子最大的参数，得出离散点的一阶拟合曲线；通过响应面设计方法得出最优解。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种避免摩擦片及制动盘非正常磨损，避免制动抖动及制动噪音的产生的基于摩擦片及制动盘接触压力的摩擦片优化方法。

为达到上述目的，本发明设计的基于摩擦片及制动盘接触压力的摩擦片优化方法，其特征在于，包括以下步骤：根据制动器的几何参数和各部件的材料参数建立有限元模型，对建立的有限元模型进行静力求解，获取摩擦片与制动盘之间的接触压力数据；根据制动器中摩擦片与制动盘之间的接触压力数据，计算摩擦片各个单元接触压力的标准差，当摩擦片各个单元接触压力的标准差大于预设目标值时，调整制动器中摩擦片的材料参数，直至摩擦片各个单元接触压力的标准差小于或等于预设目标值。

优选的，摩擦片与制动盘之间的接触压力获取方法如下：

获取待建模的制动器总成各部件，对制动器总成各部件进行有限元网格划分；

设置仅包含摩擦片部件中与制动盘接触的单元的单元集合；

根据各材料参数创建制动器总成各部件的材料属性；

创建各部件之间的连接关系；

设置制动器的边界条件：边界条件包括制动器的约束及荷载，在保持架与转向节螺栓连接处施加位移约束，活塞处根据活塞制动油压施加压力载荷；

设置制动器静力分析步，创建仿真分析任务，并返回的仿真分析结果，从而得到制动盘与摩擦片接触压力分析结果。

进一步优选的，根据制动器各部件的结构形式选择合适的单元类型进行网格划分。

再进一步优选的，制动盘和摩擦片采用六面体单元建模；卡钳体、卡钳支架、导销及活塞采用四面体单元建模。