考虑温度系数的盘式制动器热力耦合分析

高若奇，付道琪，杨志峰

（200093 上海市 上海理工大学 机械工程学院）

0 引言

盘式制动器的稳定性及涉水性在各类制动器中具有一定优势，且由于其易保养、易维修等优点，目前被广泛运用于大多数轿车中[1]。制动器的热力耦合研究是盘式制动器前期开发的重要手段之一，对制动器的合理开发起到重要作用[2]。传统的热力耦合研究没有将温度系数考虑在内，其材料参数默认不随温度变化而变化，这对仿真结果具有一定的影响，结果往往会出现很大的误差，且只进行了紧急制动工况下的仿真，不符合实际使用中的情况。本文在仿真中考虑了材料的温度系数，并得出了汽车在持续制动工况下车辆的温度场、应力场分布结果。并在LINK3900 制动惯量试验台上进行相关试验，验证了该应用的准确性。

1 热力学参数定义及材料属性

1.1 热传导

使一物体的两部分保持在不同的温度，测量介于其间的物体每一小体积元的温度，试验表明，温度分布是连续的，相邻体积元间由于温度差而发生的能量传递称为热传导，其基本定律为

1.2 热导率

用适当的温差电偶测量相距为L的两点温度。

由式（2）确定在给定温度范围内的平均热导率，若（θ1-θ2）很小，K 实际上就等于在平均温度处的热导率，K 的单位为W/(m·K)。

1.3 热对流

若液体或气体在一处吸收热量留到另一处，同该处较冷的流体混合并放出热量，则称这种现象为对流。可以得出热对流的综合效应公式：

1.4 热辐射

实验表明，物体发射热辐射的速率取决于温度和表面性质，单位面积上发射的总辐射功率称为物体的辐射度[3]。……