杜宏磊——开题报告

SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名杜宏磊系部汽车工程系专业、班级B04-16指导教师姓名赵雨旸职称副教授从事专业 车辆工程、 交通工程是否外聘是否题目名称汽车鼓式制动器有限元结构分析一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义1、研究现状随着中国经济的高速发展，汽车已经进入普通家庭，人们对汽车在安全性、舒适性方面的要求已迅速向国际水平靠拢。汽车的噪声问题，特别是制动器噪声问题，已日益引起广大消费者的广泛关注。在国外，汽车制动器的噪声问题已成为汽车工程技术中一项急需解决的问题。因此，制动器噪声机理及降噪研究具有相当大的实用价值。汽车制动器通常分为盘式制动器和鼓式制动器两种。鼓式制动器因其结构紧凑，性能可靠，制动功率大，成本低在卡车和大中型客车中广泛应用。尽管鼓式制动器技术成熟，使用方便，但由于环保要求的提高及汽车使用者对于乘用舒适性的要求，制动噪音问题仍然是一个迫切需要解决的问题。汽车制动噪声的研究已在国内外学者中引起了极大的重视。早在70年代，美国学者就对汽车盘式制动器的尖叫声做了试验研究，至今仍是研究的课题之一。此后，日、法、德等国研究人员也对制动器的振动和噪声做了大量的试验和研究。这些研究表明，制动尖叫噪声是一种最常见的摩擦形式，它发生在盘式制动器的振动中。而分析尖叫噪声的随机特性一直是许多研究者所追求的目标。国内从80年代末开始进行鼓式制动器制动噪声的研究。主要研究单位有清华大学、长春汽车研究所、东风汽车公司等。主要开展的工作是探讨制动鼓的高频尖叫噪声产生的机理及影响因素，根据实验结果来描述制动噪声的特征，结合对衬片摩擦特性和机械特性的研究及制动器部件的运动分析，提出降低噪声的途径。 2、目的、依据和意义 汽车的设计过程比较复杂，涉及到工程材料、生产工艺、结构力学等众多学科。汽车制动器是汽车制动系统的主要工作装置，其强度、刚度及动态特性直接影响制动系统的工作特性及使用寿命，影响整车的安全性、舒适性、噪声、操纵稳定性等基本性能。传统的设计方法周期长、成本高， CAD/CAE技术的在制动器设计中的应用，可以大大缩短制动器开发周期、降低开发费用，提高设计质量。在制动器的结构分析中，有限元法由于其能够解决结构形状和边界条件都非常任意的力学问题的优点而被广泛使用，各种汽车结构件都可以用有限元法进行静态分析、固有特性分析和动态分析。将分析结果返回到设计过程中，修改其中不合理的参数，经过反复的优化，使得产品在设计阶段就可保证满足使用要求从而缩短设计试验周期，节省大量的试验和生产费用，它是提高汽车设计的可靠性、经济性、适用性的方法之一。因此，为了保证其设计的精确性和缩短设计周期，基于有限元分析，研究它的静、动态力学特性，研究其振动噪声，是非常重要和必须的。随着车辆噪声法规的不断严格化，各种解决车辆内、外噪声的措施日益受到汽车工业界的重视。车辆的内部噪声已经能够降到很低的程度，而车辆的外部噪声，尤以制动噪声和车轮与地面接触作用噪声为主，变得更为突出起来。另外，制动器结构中取代能排放有害物质的石棉摩擦材料的金属摩擦材料的应用以及结构的轻量化，都会不同程度地改变制动器结构的动态稳定性，甚至致使制动器振动噪声问题恶化。制动器振动噪声问题得到了越来越多的关注，成为汽车行业迫切需要解决的问题之一。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1、研究的基本内容（1）研究汽车鼓式制动器的组成、结构与设计；（2）建立有限元计算模型；（3）研究汽车汽车鼓式制动器的载荷；（4）加载进行静态分析；（5）汽车鼓式制动器进行动态分析，重点分析噪声振动。2、拟解决的主要问题（1）鼓式制动器主要参数的测量；（2）研究鼓式制动器的受力分析；(3) 对鼓式制动器的关键零件进行单独建模：运用CAD/CAM/CAE软件Pro/E进行建模导入或者运用有限元分析软件ANSYS进行直接建模；（4）运用有限元分析软件ANSYS对鼓式制动器的关键零件进行有限元静态分析，重点进行强度分析；（5）运用有限元分析软件ANSYS进行动态分析，重点分析噪声振动。（6）如有能力计划将鼓式制动器进行温度场分析、接触分析以及热-应力耦合分析方面拓展；（7）难点在于理论知识的缺乏，毕业设计期间对振动理论等加强学习，期望有所成效。对鼓式制动器的关键零件进行有限元静态分析建立有限元计算模型鼓式制动器的受力分析鼓式制动器主要参数的测量鼓式制动器类型选择研究汽车鼓式制动器的组成、结构与设计相关资料搜集整理学习三、技术路线（研究方法）汽车鼓式制动器有限元结构分析对鼓式制动器的鼓和蹄进行有限元接触分析对鼓式制动器的关键零件进行有限元模态分析四、进度安排（1）调研、资料收集，完成开题报告 第4周（3月24日3月30日）（2）研究汽车鼓式制动器的设计步骤与设计方法，分析汽车鼓式制动器受力情况 第5周（3月31日4月6日）（3）建立有限元模型 第67周（4月7日4月20日）（4）施加载荷和边界条件，求解，进行静态分析 第89周（4月21日5月4日）（5）运用有限元分析软件ANSYS进行动态分析，重点分析噪声振动 第1012周（5月5日5月25日）（5）完成设计说明书的撰写 第13、14周（5月26日6月8日）（6）毕业设计（论文）审核、修改 第15、16周（6月9日6月22日）（7）毕业设计（论文）答辩准备及答辩 第17周（6月23日6月 29日）五、参考文献01庞剑，何华等，汽车噪声与振动：理论与应用，北京：北京理工大学出版社，2006.602刘惟信，汽车制动系的结构分析与设计计算，北京：清华大学出版社，2004.903方泳龙，汽车制动理论与设计，北京：国防工业出版社，2005.104叶磊，史亚杰，ANSYS工程分析软件应用实例，北京:清华大学出版社，200305 邵蕴秋.ANSYS8.0有限元分析实例导航M.北京：中国铁道出版社2004:1-406 白金泽,孙秦,郭英男.应用ANSYS进行复杂结构应力分析J.机械科学与技术.2003,22(3):441-443.07 张亚欧.ANSYS9.0有限元分析实用教材M.北京：清华大学出版社,2004.08 潭继锦.汽车有限元法M.北京:人民交通出版社，2005：2-309王望予，汽车设计，北京：机械工业出版社，200010陈家瑞，汽车构造，北京:人民交通出版社,199711蔡旭东，蒋伟康，鼓式制动器噪声机理及对策研究，汽车工程，2002，5：39140712马迅,秦剑，基于有限元法的制动鼓的耦合分析，机械设计与研究，2005，2：6871 13刘立刚，王学林，鼓式制动器的有限元分析，专用汽车，2003，3：212314蒋伟康，西择男，高田博，鼓式制动器振动与啸叫的研究，机械强度，1998，2：818615管迪华，宿新东，制动振动噪声研究的回顾、发展与评述，工程力学，2004，8：15015516陈兴旺，鼓式制动器温度场的研究，长安大学硕士学位论文，2006.0617张静双，基于知识的汽车制动器设计专家系统的研究与开发，重庆大学硕士学位论文,2003.0518 鼓育辉, 汽车制动系统关键零部件的强度分析, 南京理工大学硕士学位论文,2000.0119 王良模等. 双向自增力鼓式制动器效能因数的计算研究.江苏省汽车工程学会第五届年会论文. 南京: 199720 毛智东等，鼓式制动器接触分析，华中科技大学学报(自然科学版)，2002.7：717321 Matysiak S J , Yevtushenko A A , Ivanyk E G. Contact temperature and wear of composite friction elements during braking. International Journal of Heat and MassTransfer , 2002 , 45 : 19