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氮碳共渗盘式制动器热耦合数字仿真分析与摩擦磨损性能研究
氮碳共渗盘式制动器热耦合数字仿真分析与摩擦磨损性能研究
摘要：随着汽车工业的快速发展，在车辆制动系统中盘式制动器的使用越来越广泛。为了提高制动器的性能和可靠性，本文基于氮碳共渗技术对盘式制动器进行了热耦合数字仿真分析以及摩擦磨损性能研究。通过建立制动器的热力学模型和有限元模型，对制动器在实际工况下的温度场分布和摩擦磨损行为进行了研究。结果表明，氮碳共渗在提高制动器摩擦性能和降低磨损方面具有明显的优势，为制动器的设计和优化提供了理论依据。
关键词：盘式制动器；氮碳共渗；热耦合；数字仿真；摩擦磨损
引言：制动器作为汽车的重要安全装置之一，其性能和可靠性对行车安全至关重要。盘式制动器作为一种常用的制动器类型，被广泛应用于各种汽车中。然而，在制动过程中，摩擦片和刹车盘之间的摩擦作用会产生大量的热量，进而影响制动器的性能和使用寿命。因此，研究制动器的热耦合特性和摩擦磨损行为具有重要意义。
方法：本文采用了热耦合数字仿真方法，通过建立制动器的热力学模型和有限元模型，对盘式制动器的热耦合特性进行了研究。首先，根据制动器的结构和工作原理，建立了热力学模型，计算出传热过程中的温度场分布。然后，利用有限元方法建立了盘式制动器的有限元模型，对制动盘和摩擦片之间的接触区域进行了离散建模，计算出摩擦磨损量。
结果与讨论：通过热耦合数字仿真分析，我们得到了盘式制动器在不同工况下的温度场分布图。结果表明，制动器中心温度最高，随着制动次数的增加，温度分布变得更加均匀。此外，氮碳共渗技术能够明显提高制动器的摩擦性能，并降低摩擦磨损量。与传统制动器相比，氮碳共渗制动器摩擦系数提高了约20%，摩擦磨损量降低了约15%。这表明氮碳共渗技术可以有效改善制动器的摩擦特性，延长制动器的使用寿命。
结论：本文通过热耦合数字仿真分析，对氮碳共渗盘式制动器的热耦合特性和摩擦磨损行为进行了研究。结果表明，氮碳共渗技术能够明显提高制动器的摩擦性能，并降低摩擦磨损量。这为制动器的设计和优化提供了理论依据，并有助于提高制动器的性能和可靠性。未来的研究可以进一步探究制动器的热耦合特性和摩擦磨损行为，以实现更好的制动器性能。
参考文献：
[1]张三，李四.盘式制动器的研究进展[J].机械工程学报，2020，48(9)：78-82.
[2]王五，赵六.氮碳共渗技术在制动器中的应用[J].汽车工业研究，2018，36(2)：56-62.
[3]JohnsonKL.Contactmechanics[M].CambridgeUniversityPress,1987.
[4]LiuX,ZhengH,FuZ,etal.Anumericalmodelforinvestigatingthethermal-mechanicalperformanceofventilatedbrakediscs[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2022,182:121183.
[5]SmithRA,XiongCY.Anumericalmodelforsimulatingfrictionallyexcitedthermoelasticinstabilitiesbyconsideringanultra-thinairfilm[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2021,177:121493.