技术特征:
1.一种汽车制动器摩擦片磨损分析方法,其特征在于:包括以下步骤:s1:将摩擦片的摩擦面沿径向和轴向划分为m个宏观区域,测量出对应宏观区域的面积;s2:获得各个宏观区域对应的微观组织形貌结果;s3:建立各个宏观区域对应的微观组织形貌的几何模型,测量出对应微观组织的面积;s4:建立各个宏观区域对应的摩擦片有限元微观磨损仿真分析模型,计算出磨损t时间后摩擦片各个宏观区域对应的微观磨损结果;s5:计算出磨损t时间后摩擦片各个宏观区域的对应的宏观磨损结果,从而计算出磨损t时间后整个摩擦片摩擦面的磨损结果;s6:利用汽车制动器惯性试验台进行摩擦片磨损试验,根据试验结果验证及修正所述摩擦片有限元微观磨损仿真分析模型,使步骤s5的汽车制动器摩擦片磨损分析结果与试验结果基本一致,进而形成汽车制动器摩擦片磨损分析方法。2.根据权利要求1所述的汽车制动器摩擦片磨损分析方法,其特征在于:所述步骤s1中,各个宏观区域分别记为1,
…
,m区域,各个宏观区域呈前后对称分布,测量出对应宏观区域的面积分别记为a1,
…
,a
m
,将摩擦片的摩擦面的总面积记为a,表示为:根据分析精度、分析成本、分析周期等因素综合评估摩擦片的摩擦面划分宏观区域m的数量,m≥8。3.根据权利要求1所述的汽车制动器摩擦片磨损分析方法,其特征在于:所述步骤s2中,分别在摩擦片的摩擦面所定义的各个宏观区域1,
…
,m内的中心处,切割出相应的微观组织分析试样,利用扫描电子显微镜对切割出的试样进行微观组织形貌观察分析,以放大倍数≥200获得各个宏观区域1,
…
,m对应的微观组织形貌结果,并识别出摩擦片各个宏观区域1,
…
,m对应的微观组织中的粘结材料、增强纤维、矿物填料和摩擦性能调节剂的形貌和分布。4.根据权利要求1所述的汽车制动器摩擦片磨损分析方法,其特征在于:所述步骤s3中,分别对获得的各个宏观区域1,
…
,m对应的微观组织形貌结果进行图像处理,提取摩擦片中粘结材料、增强纤维、矿物填料和摩擦性能调节剂的形貌和分布,以此建立各个宏观区域1,
…
,m对应的微观组织形貌的几何模型,同时测量出各个宏观区域1,
…
,m对应的微观组织的面积分别记为b1,
…
,b
m
。5.根据权利要求1所述的汽车制动器摩擦片磨损分析方法,其特征在于:所述步骤s4中,基于建立的各个宏观区域1,
…
,m对应的微观组织形貌的几何模型,进行有限元网格的划分,从而建立各个宏观区域1,
…
,m对应的摩擦片有限元微观磨损仿真分析模型,在摩擦片有限元微观磨损仿真分析模型中分别赋予摩擦片粘结材料、增强纤维、矿物填料和摩擦性能调节剂对应的材料性能参数;赋予摩擦片有限元微观磨损仿真分析模型单位厚度,同时约束其面内自由度;构建等效制动盘并释放其轴向旋转自由度,同时以角速度的形式对其施加旋转惯性力;应用任意拉格朗日-欧拉自适应网格方法,实现有限元微观磨损仿真分析中的有限元网格的重构。
6.根据权利要求1所述的汽车制动器摩擦片磨损分析方法,其特征在于:步骤s4具体包括:设定有限元微观磨损仿真分析的运行时间为t,制动钳活塞液压力为p0,制动钳活塞截面积为s,则作用在摩擦片上的力f,由下式得到:f=p0×
s进而得到作用在摩擦片上的压力p为:进而得到有限元微观磨损仿真分析时,各个宏观区域1,
…
,m对应的微观模型中施加的压力p1,
…
,p
m
,满足如下等式:p1=
…
=p
m
=p其中,p1,
…
,p
m
在有限元微观磨损仿真分析过程中分别保持恒定值;将所述p作为有限元微观磨损仿真分析的压力输入,从而进行有限元微观磨损仿真分析,获得磨损t时间后摩擦片各个宏观区域1,
…
,m对应的微观磨损体积分别记为v1,
…
,v
m
,进而得到磨损t时间后摩擦片各个宏观区域1,
…
,m对应的微观磨损质量分别记为m1,
…
,m
m
,由下式得出:m1=ρ
×v1
,
…
,m
m
=ρ
×vm
上式中,ρ为摩擦片的密度。7.根据权利要求1所述的汽车制动器摩擦片磨损分析方法,其特征在于:所述步骤s5中,基于上各个宏观区域1,
…
,m对应的有限元微观磨损仿真分析结果,得到各个宏观区域1,
…
,m对应的单位时间单位面积内的微观磨损结果c1,
…
,c
m
为:磨损t时间后整个摩擦片摩擦面的磨损结果e为:e=(c1×
a1+
…
+c
m
×
a
m
)
×
t。
技术总结
本发明涉及一种汽车制动器摩擦片磨损分析方法,属于汽车制动技术领域,包括以下步骤:S1:将摩擦片的摩擦面沿径向和轴向划分宏观区域,测量出对应宏观区域的面积;S2:获得各个宏观区域对应的微观组织形貌结果;S3:建立各个宏观区域对应的微观组织形貌的几何模型,测量出对应微观组织的面积;S4:建立各个宏观区域对应的微观仿真分析模型,计算出磨损t时间后摩擦片各个宏观区域对应的微观磨损结果;S5:计算出磨损T时间后整个摩擦片摩擦面的磨损结果;S6:进行摩擦片磨损试验,验证及修正仿真分析模型。本发明可以快速和有效的预测制动器摩擦片磨损状况。擦片磨损状况。擦片磨损状况。
技术研发人员:何代澄
受保护的技术使用者:南方天合底盘系统有限公司
技术研发日:2022.05.12
技术公布日:2022/7/25