過去幾年來,由於汽車的性能不斷提昇,促使煞車材料也必須不斷的推陳出新,因 此預測碟盤與蹄塊間的溫度變化就顯得極為重要;然而,由於接觸表面的不連續性與接 觸壓力的不均勻性,想要利用實驗方法來估計兩元件上的溫度分佈將變得較為困難。本 文主要的工作在於提出一合理的有限單元模式,來計算、分析接觸面間的壓力與溫度分 佈,期能對兩者間之交互作用行為作更進一步的了解。 本文之理論推導分成兩個部分,第一部分由虛功原理出發,配合有限單元模式的建 立及接觸拘束與摩擦法則,構成接觸分析之理論基礎;第二部分以傅立葉方程式作開端 ,使用葛拉金法(galerkin's method)來推導熱傳問題的有限單元模型,再將求得之溫度 值代入熱應力基本關係式中以得出應力分佈。 依據前述之理論,並利用有限單元套裝軟體MARC作分析,針對單一煞車與重複煞車 兩種狀況作討論:在單一煞車中,發現蹄塊的壓縮模數與其磨耗與否之狀況,對於溫度 、壓力與接觸比例皆有明顯之影響;而在重複煞車中,則以循環數對接觸面之溫度、壓 力變化與應力值之影響作探討,並觀察各循環間彼此之關係。
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