毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
汽车制动
1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写
2000字左右的文献综述：
文 献 综 述
汽车制动器是制动系中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的部件。一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与路面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。
凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器，都称为摩擦制动器。目前，汽车所用的制动器几乎全部都是摩擦制动器，即利用固定元件与旋转元件表面的摩擦而产生制动力矩。
摩擦制动器分为鼓式和盘式两大类。前者的摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面；后者的旋转元件为圆盘状的制动盘，以端面为工作面。
旋转元件固装在车轮或半轴上，即制动力矩直接分别作用于两侧车轮上的制动器称为车轮制动器，一般用于行车制动，也有兼用于应急制动和驻车制动系。旋转元件固装在传动系的传动轴上，其制动力矩须经过驱动桥再分配到两侧车轮上的制动器趁为中央制动器，一般只用于驻车制动或缓速制动。
现在，由于复杂的工况，人们对制动系统的要求不断提高，于是防抱死制动系统（ABS）和附着力控制系统（TC）迅速普及。在许多车辆上将成为标准设备。防抱死制动系统加上附着力控制成为另一个电子控制系统，增加了现代汽车的复杂性。ABS具有防止制动过程中车轮抱死，制动时方向稳定性好、制动距离短、改善轮胎磨损等优点。ABS的主要部件有：液压调节器、轮速传感器、和用于处理信号、控制及触发信号灯和液压调节器中执行器的ECU。
制动器的设计应参照对车辆的要求和系统本身的强制性法规。就与车辆结构有关方面而言，车辆的质心位置和前、后桥间规定的制动力分配，决定了在不同的路面和轮胎的附着条件下，车轮在抱死以前，所能向它施加的最大制动力。
车轮制动器基本的设计准则是：
——制动器种类（盘式或鼓式）；
——耐久性（耐磨和严酷的使用条件）；
——可利用的布置空间；
——可接受的压力值；
——刚度（在液压制动器上，制动器需要的制动液容积）。
设计好的车轮制动器必须满足下列要求：
—— 一致的效能；
—— 平滑、渐进的响应；
—— 低污染、耐腐蚀；
—— 高度可靠；
—— 耐久性；
—— 耐磨损；
—— 容易保养。
对于初步设计好的制动器我们还要对其进行应力、强度分析，以确保在实际应用中能够使用。按照传统的设计方法，只能在汽车设计最后或者等样车试验结束后才发现其主要参数与性能是否达到要求，再进行改造。不但延误了新产品开发过程，而且带来了极大的浪费。但是现在可以通过计算机工具，在设计初步阶段对汽车制动性能、汽车制动系统的关键零部件进行准确的计算分析，建立汽车制动过程数学模型，进行数字仿真，以模拟实际制动过程。
现代研究的基本方法是在对制动器的设计计算及分析理论的基础上运用大型的有限元分析软件对制动器进行有限元方法的计算、分析，求解它在工作状态下的应力情况以及进行必要的强度分析。
有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)的基本思路是将结构物看成由有限个划分的单元组成的整体，以单元结点的位移或结点力作为基本未知量求解。按选取基本未知量的不同，可分为位移法、力法和混合法。
有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用,例如用多边形(有限个直线单元)逼近圆来求得圆的长,但作为一种方法而被提出,则是最近的事。有限元法最初被称为矩阵近似方法,应用于航空器的结构强度计算,并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力,随着计算机技术的快速发展和普及,有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域,成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。
有限元方法与其他求解边值问题近似方法的根本区别在于它的近似性仅限于相对小的子域中。有限元法将函数定义在简单几何形状(如二维问题中的三角形或任意四边形)的单元域上(分片函数),且不考虑整个定义域的复杂边界条件,这是有限元法优于其他近似方法的原因之一。
对于不同物理性质和数学模型的问题,有限元求解法的基本步骤是相同的,只是具体公式推导和运算求解不同。有限元求解问题的基本步骤通常为:
第一步:问题及求解域定义
第二步:求解域离散化
第三步:确定状态变量及控制方法
第四步:单元推导
第五步:总装求解
第六步:联立方程组求解和结果解释
简言之,有限元分析可分成三个阶段,前处理、处理和后处理。前处理是建立有限元模型,完成单元网格划分;后处理则是采集处理分析结果,使用户能简便提取信息,了解计算结果。
现在已经有了专门的有限元分析软件，主要有德国的ASKA、英国的PAFEC、法国的SYSTUS、美国的ABQUS、ADINA、ANSYS、BERSAFE、BOSOR、COSMOS、ELAS、MARC和STARDYNE等公司的产品。ANSYS便是其中的一种。我国现在大力推广ANSYS技术,机械行业大中型企业ANSYS的普及率已经达到了相当大的程度，工程技术人员已逐步甩掉图板,而将主要精力投向如何优化设计,提高工程和产品质量,计算机辅助工程分析(CAE,Computer Aidded Engineering)方法和软件将成为关键的技术要素。在工程实践中,有限元分析软件与ANSYS系统的集成应用使设计水平发生了质的飞跃,主要表现在以下几个方面:
* 增加设计功能,减少设计成本;
* 缩短设计和分析的循环周期;
* 增加产品和工程的可靠性;
* 采用优化设计,降低材料的消耗或成本;
* 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题;
* 模拟各种试验方案,减少试验时间和经费;
* 进行机械事故分析, 查事故原因。
在大力推广 ANSYS技术的今天,从自行车到航天飞机,所有的设计制造都离不开有限元分析计算,FEA在工程设计和分析中将得到越来越广泛的重视。
参考文献：
[1] 吉林工业大学 陈家瑞主编 汽车构造下册  北京：机械工业出版社，2004
[2] 吴社强 吴政清 姜斯平主编 汽车构造 上海：上海科学技术出版社，2003
[3] 顾柏良 唐振声等译 BOSCH汽车工程 北京：北京理工大学，1999
[4] L.埃克霍恩 D.克林恩乔克 J.厄尔贾维克著 汽车制动系统      北京：机械工业出版社，1998
[5] 庄野欣斯[日]著 四轮驱动汽车构造图解 吉林科学技术出版社 香港万里机构联合出版，1995
[6] 刘尔烈主编 有限单元法及程序设计 天津：天津大学出版社，1999
[7] 易日编著  使用ANSYS 6.0进行静力学分析 北京：北京大学出版社，2002
[8] 王望予主编 汽车设计（第4版） 北京：机械工业出版社，2004
[9] 关文达主编 汽车构造 北京：清华大学出版社
[10] 姚成主编 汽车制动器结构与维修 北京：国防工业出版社
[11] 二代龙震工作室 Pro/E Wildfire 2.0 基础设计（第2版） 电子工业出版社
[12] 南京理工大学博士论文 王良模  轻型液压制动系统的理论与实验研究 2000
[13] 吴克棋 汽车理论  冶金工业出版社，1991
[14] 浙江工业大学CAD研究所 刘红 有限元基本概念和原理
15] 杭州自动化技术研究院软件所 尹柏生 有限元分析系统的发展现状与展望

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