双金属鼓式制动器高温工况的试验与仿真

边 疆，王晓颖，桂良进，范子杰

（清华大学 车辆与运载学院，和汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084，中国）

鼓式制动器是一种主要应用在客车、重型货车等商用车上起制动作用的安全构件。这些商用车辆的特点是制动温度高、运载重量大，因而对鼓式制动器的性能要求较高。目前国内应用最广泛的鼓式制动器为凸轮式领从蹄型制动器。制动器在制动过程中，通过制动鼓与摩擦片的摩擦作用将车辆的动能和势能转化为热能，吸收了制动热能的制动鼓和摩擦片的力学和热学性能会发生变化。当温度达到一定程度后，摩擦片材料的各项性能会迅速衰退[1]，导致制动器失效。同时制动器是车辆的常用工作部件，频繁的温升会导致制动器热疲劳，即使未达到材料的强度极限，也会出现小裂纹或突然断裂[2]。这些失效和破坏将极大地威胁行车安全。

目前，对鼓式制动器的试验研究多为温度测试，应变测试较少。O. P. Singh等[3]对鼓式制动器进行试验，研究了制动器关键测点在连续制动过程中的温度变化历程。陈兴旺[4]通过台架试验研究了商用车从不同坡度的道路上匀速下坡过程中制动鼓外表面的温度变化。张方宇等[5]利用试验台架得到了鼓式制动器在单次制动中制动蹄的温度变化。许自涛[6]设计试验测试了鼓式制动器静态制动时制动鼓外表面的应变历程。姚艳春等[7]通过实车试验得到了紧急制动工况下制动鼓外表面测点的轴向应变曲线。……