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最大允许制动压力
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图10。预测接触压力分布：活塞垫（左）和指垫（右），单位为帕斯卡。图的顶端是最前沿。 图11。接触区试验与有限元分析的比较。 接触压力分布 在制动盘和制动片的接触面上，摩擦会在制动过程中产生磨损和热量。磨损是制动系统中影响接触压力分布的一个重要方面，其本身受滑动接触部件表面粗糙度的影响。温度是另一个明显的方面，它通常在某些局部区域上升，这些区域发生热变形。由于热变形，压力分布也受到影响。热变形和机械变形同时强烈地相互影响。本节研究磨损和温度对接触压力分布的影响。 磨损效应 当两个固体摩擦在一起时，它们会经历材料去除，即磨损。在工程应用中，磨损深度是法向压力、滑动距离和比磨损系数等因素的函数。Rhee（1970）在他的研究中表明，大多数摩擦材料的磨损率可以给出如下： 式中，ΔW是磨损体积，F是接触力，v是滑动速度，t是时间，k是磨损常数，它是材料和温度的函数。a、 b和c是应通过实验确定的常数，c通常接近于一。然而，这一原始公式不能用于目前的调查。由于磨损引起的质量损失与摩擦表面在正常方向上发生的位移直接相关，因此Rhee的磨损公式修改为： 式中，Δh是磨损位移，P是正常接触压力，Ω是转盘转速（rad/s），r是衬垫平均半径（m），a、b和c都是有待确定的常数。在将磨损纳入有限元模型时，采用了Podra等人（1999）和Kim等人（2005）提出的方法。Bajer等人（2004）也进行了磨损模拟，特别是对盘式制动器。他们使用ABAQUS v6.5，并采用了非常简单的磨损模型，即磨损率系数和接触压力的函数。另一方面，Abu Bakar等人（2005a）使用方程（2）模拟了磨损过程，并假设所有常数都是统一的。在模拟磨损过程中，首先进行接触分析，以确定活塞和指垫界面产生的正常接触压力。使用方程（2），根据以下参数计算磨损位移/深度： 接触分析中产生的接触压力预测值，P 滑动时间，t 比磨损率系数，k 衬垫有效平均半径 转速，Ω 图12。提出的磨损模拟流程图 作为一个案例研究，表6中的制动片对2用于观察制动片界面上的磨损演变。在磨损分析中，转速保持在6rad/s，总制动时间设置为4800s（8分钟）。磨损试验的持续时间似乎很短，这是出于数值考虑。在方程式（2）的磨损公式中，必须指定磨损持续时间t。磨损时间越长，尺寸损失越大，接触压力变化越大。但是，如果t太大，ABAQUS运行将有数值困难。经反复试验，t=200s效果较好，效率较高。因此，模拟80分钟的磨损意味着24个ABAQUS运行。根据这一数值考虑，磨损试验并没有像正常磨损试验或尖叫试验那样持续数小时。然而，理论上，磨损的数值模拟可能覆盖任意时间长度。假设所有制动应用的恒定比磨损率系数为k=1.78e-13m3/Nm（Jang等人，2004），有效制动片半径为r=0.11m。然后，根据稳态下计算的磨损位移，为活塞和指垫创建新的表面轮廓。图12显示了作者使用的磨损模拟的总体过程。 在此磨损计算过程中，需要确定方程式（2）中的所有常数。对常数a、b和c的不同值进行了模拟，发现下面的磨损公式给出了相当好的结果。 在等式（3）中，P’是最大允许制动压力（乘用车8MPa）和K0＝2.9×10-7M3。图13和14分别显示了活塞和指垫处的测量和预测静态接触压力分布。可以看出，预测的最高接触压力（红色）的大部分位置都在制动片的外部区域，这些位置几乎与
 
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