-36-文章编号：１００１-3997（２００8）09-0036-03

机械设计与制造

ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ

第9期２００8年9月

车轮抱死时鼓式制动器强度的数值分析

李永生巢凯年徐延海（西华大学交通与汽车工程学院，成都６１００３９）

Digitalanalysisonintensityofadrumbreaksystemwhenwheelslock

ＬＩＹｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ＣＨＡＯＫａｉ－ｎｉａｎ，ＸＵＹａｎ－ｈａｉ

（Ｄｅｐｔ．ｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎｄＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＸｉｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３９，Ｃｈｉｎａ）

【摘要】以有限单元法为基础，利用ANSYS软件得到了车轮抱死时鼓式制动器的强度分布。所建

立的模型利用接触考虑了制动鼓和摩擦衬片间的相对滑动趋势，较真实的模拟了制动器的工作过程；得到了摩擦衬片、制动蹄和制动鼓上的应力大小和接触面上应力的分布特性。从而为摩擦衬片厚度的设计和鼓式制动器结构的改进提供了理论依据。

关键词：车轮抱死；鼓式制动器；有限元；数值分析；强度

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】TheintensitydistributionofadrumbrakesystemwasperformedonthebaseofFiniteEle－mentMethodwithANSYSsoftwarewhenwheelslock.Itismoreapproximatetotherealsituationbecauseofconsiderationoftheinteractivecontactbetweenthedrumandfrictionlinings.Thedistributionsofstressbrakeshoes，brakedrumaswellasthepressuredistributiononthecon－areshownwiththefrictionlinings，

tactsurface.Soitisusefulforimprovingthethicknessoffrictionliningsandthestructureofdrumbrake.

Keywords：Wheelslock；Drumbrakesystem；Finiteelement；Digitalanalysis；Intensity

１引言

制动器是汽车上最重要的安全部件，对其强度进行分析具有十分重要的意义。目前，利用有限单元法对鼓式制动器进行强度

＊来稿日期：2007-11-22

姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨

３．３．１测量不确定度的评定

分析测量方法可知，对圆柱直径D的测量不确定度影响比较显著的因素主要有：直径的测量重复性引起的不确定度u1；千分尺示值误差引起的不确定度u2。

u1用介绍的基于模糊集合理论的评定方法得：u1=0.54mm3；u2由千分尺的规格参数可得：u2=1.04mm3。然后按照式u=

的测量不确定度，测量结果为：D=10.08mm3，u=1.177mm3。

对比几种不同的测量不确定度评定方法结果，（表略）从表中可以看出，无论是用贝赛尔公式，还是蒙特卡罗仿真，当测量数据比较少时，用提出的基于模糊集合理论的评定方法，得到的测量不确定度值要小一些，这对企业产品的合格性判定，具有一定的指导意义。

３．３．２测量不确定度的合格性判定

测量实例的结果为10.08mm，如图2所示，按照ISO/TS14253—1的规定，当测量结果落在一致区域时，判定合格；当测量结果落

[3]

在不一致区域时，判定不合格；而当测量结果落在灰色区域时，则由供求双方根据不确定度值协商决定。由于测得值落在灰色区域内，根据测量不确定度的判定原则，该圆柱直径是否合格要由供求双方

中图分类号：TH16，U463.51+1文献标识码：A

分析已比较普遍，但仍略显不足。文献[1]中没有考虑摩擦片与制动鼓间的接触，直接施加类似正弦分布的摩擦力，该摩擦力是在二维准刚体平面中计算得到的，制动器的工作过程为三维实体变形，因此误差较大；文献[2][3]虽考虑了接触但认为制动鼓和摩擦片

协商确定。而如果不考虑测量不确定度的影响，该圆柱可以直接判定为不合格。由此可见，给出测量结果的不确定度，可以减少产品的误收与误废，使产品的检验和认证更规范、可靠。

一致区域

灰色区域uδ

规范区域８．８２３ｍｍ

１０ｍｍ

uδ

１１．１７７ｍｍ

不一致区域

不确定度

姨

坠f

（u）对其合成，得到圆柱直径ΣΣ

2

i=1

i

xi

2

图２测量不确定度的合格性判定原则

４结论

针对新一代GPS测量不确定度的评定和认证，应用模糊集合理论，建立了测量不确定度的评定模型。通过仿真及计算实例验证，此方法对于分布条件难以确定，小容量样本的测量不确定度评定，结果比较可靠。同时，该方法是通过最大模范数最小法的逼近方法来获得最优解，编程简单，能够满足新一代GPS对测量不确定度的评定和认证要求。

参考文献

１李柱，徐振高，蒋向前．互换性与测量技术［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００４：３８１￣３８７

２ＩＳＯ１４２５３－１，Ｄｅｃｉｓｉｏｎｒｕｌｅｓｆｏｒｐｒｏｖｉｎｇｃｏｎｆｏｒｍａｎｃｅｏｒｎｏｎｃｏｎｆｏｒｍａｎｃｅｗｉｔｈｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ．ＩＳＯ，Ｇｅｎｅｖａ，１９９８