Яворський Ярослав Петрович. Вдосконалення методу теплового розрахунку автомобільних дискових гальм при тривалих гальмуваннях на основі комп'ютерного моделювання

brief description

Яворський Ярослав Петрович. Вдосконалення методу теплового розрахунку автомобільних дискових гальм при тривалих гальмуваннях на основі комп'ютерного моделювання: дис... канд. техн. наук: 05.22.02 / Національний ун-т "Львівська політехніка". - Л., 2004. - 142 с.

Яворський Я.П. Вдосконалення методу теплового розрахунку автомобільних дискових гальм при тривалих гальмуваннях на основі комп’ютерного моделювання. -Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.02 - автомобілі та трактори. - Національний університет Львівська політехніка”. - Львів, 2003.
Дисертація присвячена обгрунтуванню та вдосконаленню методу теплового розрахунку дискових гальмових механізмів автомобільних коліс при тривалих режимах роботи. Розроблена теплова модель дискового гальма, яка відзначається великою інформаційною продуктивністю. Адекватність створеної моделі перевірена за результатами аналітичного розв’язку теплової задачі у випадку екстреного гальмування та стендових випробувань II для тривалого гальмування. Методом математичного моделювання досліджено вплив різних чинників на температурний режим і тепловий баланс дискових гальм. На основі цього методу та методу планування експерименту отримана регресійна формула для теплового розрахунку дискових гальм автотранспортних засобів при випробуваннях II. Результати досліджень дозволяють скоротити обсяг високовартісних експериментальних досліджень та поповнити банк даних для проектування дискових гальм автомобільних коліс.

1. Результати аналізу режимів роботи та енергонавантаженості гальмових механізмів автобусів в гірських умовах підкреслюють актуальність розв’язання задачі покращення їх енергоперетворюючих властивостей і слугують початковою інформацією для розроблення відповідної математичної моделі.
2. Підібрано та систематизовано початкові дані для розроблення алгоритму розрахункової теплової моделі дискового гальма при тривалих гальмуваннях, яка базується на програмному комплексі Фур’є 2”.
3. Розв’язанням зворотної задачі теплопровідності методом комп’ютерного моделювання за вислідами стендових випробувань отримано значення коефіцієнтів тепловіддачі, які для методу тривалих гальмувань (випробування ІІ) становлять для дискових гальм34-36 Вт/м2град.
4. Застосування комп’ютерного моделювання показало, що покращення умов тепловіддічі з ростомa=20 Вт/м2граддоa=50 Вт/м2градпризводить до зниження температур поверхні диска в кінці попереднього етапу випробувань ІІ на17%,а з урахуванням охолодження (під час розгону АТЗ) перед проведенням основного етапу на20%.
5. Досліджено розподіл температур диска у радіальному напрямі при різних його товщинах. Виявлено, що тільки на 4-й хвилині випробувань помітний прогрів диска поза зоною тертя за рахунок кондуктивного теплообміну. Характерним є явище великої різниці температур між зоною тертя і центром диска в кінці попереднього етапу випробувань, яка збільшується із зменшенням його товщини.
6. Показано нелінійний вплив товщини та діаметра диска на його температуру. Збільшення товщини диска з15 ммдо45 ммпризводить до зниження його температури в кінці попереднього та основного етапів випробувань приблизно на60%.Збільшення ж діаметра диска від340до500 ммзнижує температуру на45%.
7. Розроблена методика розрахунку теплового балансу дискових гальм на рівномірній сітковій моделі. Показано, що ріст коефіцієнта тепловіддачі зa=20 Вт/м2граддоa=50 Вт/м2градпризводить до збільшення розсіювань теплоти за час випробувань ІІ з27%до49%,а зміна товщини диска від15до45 ммпризводить до зменшення цього параметра з59%до30%.
8. Математичним плануванням експерименту отримана регресійна залежність для визначення температур поверхонь тертя дискових гальмових механізмів в кінці попереднього етапу ІІ. Показано, що найбільшу нелінійність у досліджувану модель вносять такі чинники, як товщина та діаметр гальмового диска.
9. Застосування комп’ютерного моделювання та математичного планування експериментів дають змогу значно скоротити обсяги високовартісних натурних випробувань гальмових механізмів для отримання бази даних з метою їх концептуального проектування.