一种制动盘热变形的测试及CAE仿真方法与流程

一种制动盘热变形的测试及cae仿真方法
技术领域
1.本发明属于汽车测试技术领域，具体涉及到制动器中的制动盘热变形的测试及cae仿真方法。


背景技术：

2.制动抖动是整车性能重要指标之一，直接影响一个汽车品牌的品质，各大主机厂都在致力于如何规避制动抖动。制动抖动涉及到的因素比较多，不仅与制动器的各部件有关联，与悬架、转向等系统也息息相关，制动盘热变形是其中的原因之一。目前业内并没有合理的测试程序来验证制动盘热变形，以至于新车型上市以后，不能规避因制动盘热变形过大而导致的整车制动抖动的现象，导致客户抱怨。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提出一种制动盘热变形的测试及cae仿真方法，应用该方法可以在汽车的开发阶段而不是使用阶段发现制动盘热变形的情况，从而可以尽早整改，缩短开发周期，提高开发效率，并避免汽车在使用过程中出现因制动盘热变形而导致制动抖动的情况，减少售后成本，保障产品质量，提升产品竞争力。
4.本发明的制动盘热变形的测试方法包括如下步骤：a、预处理：首先在制动盘上进行测量点标记，并在制动钳总成对应测量点的位置处安装非接触式位移传感器，然后把制动盘和制动钳总成安装在惯性试验台上；b、将制动盘进行预定次数的磨合试验；c、完成磨合试验后，将制动盘冷却到室温，再进行制动盘热变形试验；d、利用非接触式位移传感器测量制动盘上的各个测量点的位置变化情况，得到制动盘的热变形数据。
5.进一步地，为方便监测制动盘的温度变化，为将来的cae仿真提供温度参数，测试过程中利用安装于制动盘上的温度传感器来测量制动盘的温度，温度传感器距离制动盘的工作面0.2～0.8mm，该温度传感器可以为热电偶。
6.具体来说：所述测量点有两组，分别为：内侧测量点：分别位于制动盘两侧摩擦面内缘向外8～12mm 的位置；外侧测量点：分别位于制动盘两侧摩擦面外缘向内8～12mm 的位置。通过检测测量点在测试前后的位置变化，即可得到制动盘在测量点处的热变形数据。
7.所述b步骤的磨合试验方法如下：初始速度为70～90km/h，在减速度为0.27～0.35g，制动主缸的升压速率为3000～4000kpa/s的制动条件下，将速度降低至＜20km/h，试验过程中的冷却空气速度为40～60km/h。
8.所述制动盘热变形试验的方法如下：对前后轮试验惯性按以下要求进行设置：前轮：ig=0.5*β*m*r2；后轮：ig=0.5*（1-β）*m*r2，其中β为前后制动力分配系数，m为整车满载质量，r为车轮滚动半径；试验时，通过制动，将车速由预定的初始车速以预定的减速度降低
至零。
9.本发明的制动盘热变形的cae仿真方法包括如下步骤：a：首先建立cae仿真模型，并将制动盘的材料、尺寸参数导入到cae仿真模型中；b：利用该cae仿真模型进行仿真，得到制动盘热变形的仿真数据；并利用上述的制动盘热变形的测试方法得到该制动盘热变形的实测数据；c：根据所述实测数据与仿真数据的差值，调整cae仿真模型的热学参数；d：重复执行步骤b、c，直到仿真数据与实测数据的差值小于预定数值，得到最终的cae仿真模型。
10.当然，在上述仿真和制动盘实际测试时，所采用的满载总质量、制动比例系数的参数都是一致的，此处不再赘述。
11.采用本发明的制动盘热变形的测试方法，可以在试验过程中即得到制动盘热变形情况，而避免制动盘在实际使用过程中出现热变形超标的问题；而采用本发明的制动盘热变形的cae仿真方法，可以将制动盘热变形仿真分析和台架试验有效地关联起来，从而提高cae仿真准确率，避免工装样件开发后，因制动盘样件热变形无法满足台架试验要求而导致的设计变更。综上所述，本发明在规避整车因制动盘热变形而发生制动抖动的同时，可以缩短开发周期，提高开发效率，减少开发成本，保障产品质量，提升产品竞争力。
附图说明
12.图1是制动盘热变形的示意图。
具体实施方式
13.下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
14.实施例1：本实施例提出了一种制动盘热变形的测试方法，具体包括如下步骤：a、预处理：首先在制动盘上进行测量点标记，并在制动钳总成对应测量点的位置处安装位移传感器，然后把制动盘和制动钳总成安装在惯性试验台上；所述测量点有两组，分别为：内侧测量点：分别位于制动盘两侧摩擦面内缘向外10mm 的位置；外侧测量点：分别位于制动盘两侧摩擦面外缘向内10mm 的位置；b、将制动盘进行200次的磨合试验，磨合试验方法如下：初始速度为80km/h，在减速度为0.31g，制动主缸的升压速率为3500kpa/s的制动条件下，将速度降低至＜20km/h，试验过程中的冷却空气速度为50km/h；c、完成磨合试验后，将制动盘冷却到室温，再进行制动盘热变形试验，制动盘热变形试验的方法如下：对前后轮试验惯性按以下要求进行设置：前轮：ig=0.5*β*m*r2；后轮：ig=0.5*（1-β）*m*r2，其中β为前后制动力分配系数，m为整车满载质量，r为车轮滚动半径；试验时，通过制动，将车速由预定的初始车速以预定的减速度降低至零，在本实施例中，初始车速：180km/h，减速度：0.5g，初始温度23℃，制动次数：1次；d、利用非接触式位移传感器测量制动盘上的各个测量点的位置变化情况，得到制
动盘的热变形数据。
15.如图1所示，制动盘内侧摩擦片的变形值为c1-c2，其中，c1为试验前后内侧面摩擦片上的外侧测量点c1的位置差，c2为试验前后内侧面摩擦片上的内侧测量点c2的位置差；制动盘外侧摩擦片的变形值为c3-c4，其中，c3为试验前后外侧面摩擦片上的外侧测量点c3的位置差，c4为试验前后外侧面摩擦片上的内侧测量点c4的位置差。
16.为方便监测制动盘的温度变化，为cae仿真提供温度参数，测试过程中利用安装于制动钳盘上的温度传感器来测量制动盘的温度，温度传感器距离制动盘的工作面0.5mm。
17.实施例2：本实施例提出了一种制动盘热变形的cae仿真方法，具体包括如下步骤：a：首先用仿真软件abaqus 或ansys workbensh建立cae仿真模型，并将制动盘的材料、尺寸参数导入到cae仿真模型中；b：利用该cae仿真模型进行仿真，得到制动盘热变形的仿真数据；并利用实施例1的制动盘热变形的测试方法得到该制动盘热变形的实测数据；c：根据所述实测数据与仿真数据的差值，调整cae仿真模型的热学参数；d：重复执行步骤b、c，直到仿真数据与实测数据的差值小于预定数值，得到最终的cae仿真模型。
18.e、改变cae仿真模型的制动盘的尺寸参数,重复执行a～d步骤，得到同一材料不同尺寸的普适性cae仿真模型。
19.当然，在上述仿真和制动盘实际测试时，所采用的满载总质量、制动比例系数的参数都是一致的，此处不再赘述。
20.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体设计并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。