16701

16701

شبيه سازي عددي سايش در لنت ترمز

كارشناسي ارشد

سازه و بدنه

دي 1395

دكتر ابوالفضل خلخالي

خودرو

لنت ترمز از نظر ايمني و آسايش سرنشينان خودرو يكي از مهمترين اجزاي سيستم ترمز مي‌باشد. در ساليان گذشته سايش لنت ترمز و مشخصه‌هاي مرتبط با سايش مورد توجه محققين صنعت خودرو بوده است. در اين پايان‌نامه سايش لنت ترمز يك خودروي سواري با استفاده از روش اجزاء محدود شبيه‌سازي شده است. همچنين آناليز حساسيت براي بهبود پارامترهاي طراحي انجام مي‌گيرد. در اين تحقيق يك پين با ابعاد استاندارد از يك نمونه مشخص لنت ترمز برش داده مي‌شود تا در آزمايش سايش مورد استفاده قرار گيرد. نتايج آزمايش مانند ضرايب اصطكاك و سايش در شبيه‌سازي عددي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. سپس يك الگوريتم براي شبيه‌سازي اجزاء محدود سايش با استفاده از معادلات آرچارد ارائه خواهد شد. در ابتدا اين الگوريتم براي صحه‌گذاري آزمون سايش بكار گرفته مي‌شود. مقايسه جرم ساييده شده در آزمون تجربي با شبيه‌سازي عددي نشان مي‌دهد الگوريتم نوشته شده از دقت بالايي برخوردار است. سپس شبيه‌سازي سايش براي لنت ترمز تك پيستونه و دو پيستونه مورد استفاده قرار مي‌گيرد. با مقايسه ميزان مساحت سطح تماس، جرم ساييده شده و احتمال وقوع پديده جيغ ترمز در دو نوع لنت مشخص مي‌شود استفاده از لنت ترمز دو پيستونه مي‌تواند موارد ذكر شده را نسبت به لنت تك پيستونه بهبود دهد. براي لنت ترمز دو پيستونه پس از تعريف 4 پارامتر طراحي، روش‌ تاگوچي و آرايه متعامد L9 به منظور يافتن سطوح بهينه پارامترها براي بيشينه كردن مساحت سطح تماس و كمينه كردن جرم ساييده شده بكار گرفته مي‌شود. همچنين از روش آناليز واريانس براي استخراج درصد تاثيرگذاري هر پارامتر بر روي خروجي‌هاي مذكور استفاده مي‌شود. پس از انجام تحليلهاي مذكور، مشخص مي‌شود ضخامت صفحه پشتي لنت بيشترين تاثير را بر روي مساحت سطح تماس دارد و قطر پيستون نزديك به لبه ابتدايي بيشترين تاثير را بر روي جرم ساييده شده دارد. در پايان پس از طراحي روش تاگوچي و يافتن سطوح بهينه، اهميت تاثير كاهش هرچند اندك سايش در يك لنت ترمز بر محيط زيست و كل ماده وارد شده به محيط در اثر سايش لنت مورد بررسي قرار مي‌گيرد.

1395/12/01

2/20/2018 12:00:00 AM

Brake pad is an essential part of braking system an​d play a significant role in the safety an​d comfort of passengers. Many researches has been conducted, in recent years, to simulate the brake pad behavior. In this thesis, the brake pad wear of a passenger car is simulated, using finite element analysis. Also a sensitivity study is performed to show the ways of improving the design parameters. In this context, a standard-sized pin of a known brake pad is cut for testing. Test results such as friction an​d wear coefficients are used in numerical simulation. Then an algorithm is proposed for finite element simulation of wear combining with the Archard’s wear equation. As the first step, the obtained results of pin wear simulation are compared with experimental measurements. Comparing the worn mass in experimental an​d numerical approaches shows high accuracy of the developed algorithm. Consequently, single-piston an​d double-piston brake pad cases are studied. The amount of contact area between rotor an​d pad, worn mass an​d squeal possibility in two types of brake pad are compared. It is shown that using a double-piston brake pad can improve the mentioned parameters comparing to single-piston case. After defining four design parameters for a double-piston brake pad, Taguchi Method with orthogonal array is applied to find optimum levels of defined parameters to maximize the contact area an​d minimize the “worn mass. The ANOVA method is used for estimating the influence of each parameter on desired outputs. It is shown that the contact area is most likely be affected by back plate thickness while the worn mass is more sensitive to the piston diameter closer to the pad leading edge. Finally, after designing Taguchi an​d finding optimum levels of variables for the least amount of the wear, low impact also the slight wear of the brake pad on the amount of material into the environment is studied.