检索结果-南通市图书馆

作者：张博东北大学

学位级别：硕士

航空发动机在航空工业中占有重要地位,而密封性能,尤其是主轴承腔滑油密封的性能直接影响到发动机性能的提高。接触式圆周密封是发动机密封设计体系的主要组成部分,是主轴承腔滑油密封系统主要密封形式之一,其性能决定发动机燃油消耗率... 详细信息

航空发动机在航空工业中占有重要地位,而密封性能,尤其是主轴承腔滑油密封的性能直接影响到发动机性能的提高。接触式圆周密封是发动机密封设计体系的主要组成部分,是主轴承腔滑油密封系统主要密封形式之一,其性能决定发动机燃油消耗率、推重比、成本和发动机及其部件寿命等性能的提高。目前,接触式圆周密封性能的研究主要是建立在数学模型的基础上进行设计和分析,虽然形成了密封热泄漏量、密封摩擦热、对流换热系数和温度场等性能分析计算的数学模型,但对圆周密封应力、应变、热应力场的分布规律及状态没有定量分析,对接触式圆周密封设计和分析的指导存在一定的局限性。本文分析了某型在役航空发动机接触式圆周密封的受力,给出了接触载荷、摩擦生热量、密封条件及随动性、泄漏特性的分析和计算方法。基于接触式单环圆周密封装置的工作原理和结构,利用UG软件建立了圆周密封装置主体部件的三维实体模型并进行装配,完成了参数化设计和UG圆周密封自定义菜单的二次开发。综合考虑作用在圆周密封上的机械载荷和温度载荷,利用有限元分析软件ANSYS对接触式圆周密封进行结构分析、稳态热分析和热-结构耦合分析,得到了圆周密封主要部件的应力应变情况和温度场分布情况,通过对比分析研究了热应力对圆周密封性能的影响。依据有限元分析结果,对圆周密封进行结构改进和分析,改进后圆周密封应力场的分布和状态有了明显的改善,为实现圆周密封工作能力和耐久性的提升奠定了基础。基于VC++语言,利用VisualStudio程序开发软件的MFC模块,开发了接触式圆周密封设计分析系统。实现了圆周密封主要密封性能的定量计算、三维实体模型的快速建立和修改,密封性能的有限元分析和结果查看等一系列功能。本系统界面友好、操作简单,方便设计人员使用。

关键词：圆周密封参数化结构分析热-结构耦合分析结构改进

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基于ANSYS的汽车排气歧管密封性能研究

基于ANSYS的汽车排气歧管密封性能研究

作者：韩国辉辽宁工业大学

学位级别：硕士

随着科技和经济迅猛发展,每个国家的汽车持有量逐年递增,汽车已成为人们日常生活和工作中必不可少的交通工具。由于现代汽车的发动机朝着小型化、高功率的方向发展,发动机排气行程所排废气的压力和温度也相应升高,这就对汽车排气歧管密... 详细信息

随着科技和经济迅猛发展,每个国家的汽车持有量逐年递增,汽车已成为人们日常生活和工作中必不可少的交通工具。由于现代汽车的发动机朝着小型化、高功率的方向发展,发动机排气行程所排废气的压力和温度也相应升高,这就对汽车排气歧管密封性能提出更高的要求。一旦在排气歧管和发动机缸盖密封处发生泄漏,会降低废气排出的压力,进而降低发动机的进气压力和对外输出功率,最终会影响发动机的工作状态并降低发动机的寿命。目前,CAD/CAE技术的运用不仅能够缩短产品的开发周期,降低成本更是企业设计水平和对现代科技方法运用的体现。本文主要采用逆向工程技术建立仿真模型,其中包涵点云数据的采集、点云数据的预处理、CAD模型曲面的重构以及曲面误差的检测等关键技术;然后将模型导入有限元分析软件模拟发动机的排气过程,并对仿真结果分析比较,从而对模型实施再修改,有效地将CAD技术和CAE技术相结合。本文以两种不同类型的排气歧管为基础,首先对汽车排气歧管和密封垫片的发展进行了阐述;其次,利用Pro/E软件完成排气歧管密封垫片的建模,利用逆向工程技术完成发动机缸盖及排气歧管的建模;对排气歧管系统进行模态分析,得到该系统的固有频率,并与发动机对外输出频率进行比较,进而判断两者之间不会发生共振,从而证明该因素不会影响排气歧管密封性能,同时为零件设计及其他动力学分析做好准备工作;模拟该系统的工作环境运用ANSYS Workbench软件完成热-结构耦合分析,依据排气歧管垫片的接触压力分布和变形以及排气歧管密封面的变形总结影响排气歧管密封性能的因素;最后,依据影响密封性能的因素,在排气歧管上添加加强筋,使排气歧管密封面的变形减小,从而使排气歧管密封垫片的变形减小,密封处的接触压力范围缩小至10Mpa以下,提高排气歧管的密封性能。本文利用现代科技方法,使排气歧管系统密封性能得到进一步改善,从而提高发动机的工作效率、输出功率和排放性能,提高企业在市场中的竞争力。

关键词：排气歧管密封 CAD/CAE技术热-结构耦合分析模态分析

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钢网架结构受火后位移及内力分析

钢网架结构受火后位移及内力分析

作者：范兴铭北京工业大学

学位级别：硕士

近几十年来，随着城市化进程的加速，建筑物也快速向超高层、多功能化方向发展，空间网架结构具有受力均匀、刚度大等优点，已成为建筑结构广泛应用的形式，但钢材屈服强度和弹性模量随温度升高而下降，当建筑发生火灾时，网架结构由于... 详细信息

近几十年来，随着城市化进程的加速，建筑物也快速向超高层、多功能化方向发展，空间网架结构具有受力均匀、刚度大等优点，已成为建筑结构广泛应用的形式，但钢材屈服强度和弹性模量随温度升高而下降，当建筑发生火灾时，网架结构由于受到高温和结构荷载的双重作用，结构内将产生较大的变形和内力，因此分析钢结构火灾后的残余应力，为后期修复工作提供依据是有重要的意义。目前，国内外对于钢结构火灾下受力性能的研究主要集中在内部空间较小的钢框架方面，对于大空间钢结构火灾下考虑整体效应的性能分析还鲜有涉及。本文介绍了国内外钢结构抗火分析的研究现状，阐述了钢结构材料的热传导性能及钢结构防火保护措施，总结比较了各国结构钢材热工性能与力学性能在高温下的变化曲线，在此基础上介绍了火灾动力模拟软件FDS及有限元分析软件ANSYS的计算步骤与分析思路。结合某工程实例，给出了利用火灾动力模拟软件FDS计算钢结构火灾下温度场的方法，给出了热-结构耦合分析的计算步骤以及利用热-结构耦合分析计算钢结构火灾后残余应力与变形的方法，为后续修复方案的制定提供依据，为相关类似课题的研究提供一种分析计算方法。本文主要开展了以下工作：（1）提出了大空间钢结构火灾后性能分析研究的技术路线与思路。（2）通过钢结构防火涂料耐火实验给出了涂料等效传热系数，利用布置热电偶的方式测定了钢构件的升温过程，并与炉温升温曲线作对比，更客观的反映了防火涂料的隔热性能。（3）通过某大空间钢网架火灾后现场调研收集第一手资料，依据调研汇总初步分析推测火灾蔓延路径，利用火灾模拟软件FDS还原火灾发生时温度场。（4）将提取出的温度场荷载与结构荷载共同施加在大型有限元分析软件ANSYS建立的结构模型上，设置各项随温度变化而变化的计算参数，求解得出火灾后网架结构的残余应力以及残余变形情况。

关键词：钢结构热-结构耦合分析温度场残余应力

高速高精数控车床滚珠丝杠进给系统热态特性研究

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高速高精数控车床滚珠丝杠进给系统热态特性研究

作者：钟名东华东交通大学

学位级别：硕士

数控机床的高速化,不仅要求主轴转速不断提高,而且进给速度也要求越来越快。滚珠丝杠螺母副的高速化旋转,必将产生大量的摩擦热,而滚珠丝杠温升引起的热变形通常是进给系统定位误差的主要组成部分。因此,作为数控车床关键部件之一的滚... 详细信息

数控机床的高速化,不仅要求主轴转速不断提高,而且进给速度也要求越来越快。滚珠丝杠螺母副的高速化旋转,必将产生大量的摩擦热,而滚珠丝杠温升引起的热变形通常是进给系统定位误差的主要组成部分。因此,作为数控车床关键部件之一的滚珠丝杠进给系统的热态特性分析与热误差控制对提高和保证机床加工精度至关重要,是高速高精数控车床必须考虑的关键技术之一。本论文是针对江西省教育厅“光机电一体化”产学研重点项目“高速高精数控车床研发”的内容进行研究的。本论文采用ANSYS有限元分析软件,针对GSCK200A型高速数控车床的滚珠丝杠进给系统进行热力学特性分析,从而验证进给系统的热稳定性。本文研究的主要内容如下:(1)广泛查阅机床热态特性研究的相关文献,了解机床整机与滚珠丝杠进给系统的热态特性研究的概况,了解国内外学者对滚珠丝杠进给系统的热态特性研究的常用方法及主要研究成果。(2)分析GSCK200A型数控车床的Z轴进给系统的结构,对Z轴滚珠丝杠螺母副进行选型计算,并校核其各项性能参数。分析Z轴滚珠丝杠螺母副在低速粗车削与高速硬车削两种不同工况条件下的受力载荷情况。(3)介绍热分析的基本理论,建立热传导微分方程,运用加权残数法推导出稳态热传导与瞬态热传导的有限元方程,然后分析热变形与热应力的求解方法。在合理简化的基础上建立了滚珠丝杠进给系统的有限元模型,定义了材料的热物理参数,并对模型划分了网格。(4)在不同工况载荷条件下,分析GSCK200A型数控车床的Z轴滚珠丝杠进给系统的热源,确定了系统各部分的热边界条件,运用ANSYS有限元软件求解了滚珠丝杠进给系统的稳态温度场,并研究其热态特性。(5)以热分析的稳态温度场结果为基础,对GSCK200A型数控车床的Z轴滚珠丝杠进给系统进行了热-结构耦合分析,求解出其热变形。通过本文的研究,验证了GSCK200A型数控车床的进给系统具有优良的热稳定性,并可为相似型号的数控车床研发提供理论参考依据。

关键词：高速高精数控车床滚珠丝杠进给系统有限元法热-结构耦合分析热态特性

盘式制动器的制动抖动现象及热—结构耦合研究

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盘式制动器的制动抖动现象及热—结构耦合研究

作者：施一鸣上海交通大学

学位级别：硕士

随着汽车工业的发展，汽车的安全性和舒适性受到人们的关注程度也越来越高。车辆在制动时产生的抖动，会使车辆的舒适性受到严重的破坏，因而造成用户的抱怨，同时因制动抖动引起的车辆相关零件的加剧磨损和疲劳破坏，也会影响到车辆本... 详细信息

随着汽车工业的发展，汽车的安全性和舒适性受到人们的关注程度也越来越高。车辆在制动时产生的抖动，会使车辆的舒适性受到严重的破坏，因而造成用户的抱怨，同时因制动抖动引起的车辆相关零件的加剧磨损和疲劳破坏，也会影响到车辆本身的安全性。据统计，制动抖动是在车辆制动系统中发生故障频次最高的质量问题之一。本文就国内及国外关于盘式制动器制动抖动问题的研究现状进行了综述。对制动抖动的现象及成因进行了描述与分析，并建立了制动盘厚薄差（DTV）和制动力矩波动（BTV）之间的数学关系。本文也对汽车盘式制动器的温度场及应力场进行了数值模拟，对其边界条件进行了定义并提供了计算方法。同时，作者通过当前在产的某轿车的前盘制动器为例，利用ANSYS软件建立了盘式制动器热-结构耦合的接触模型。本文通过对在正常制动、紧急制动及重复制动三种不同工况下制动盘的瞬态温度场和应力场的有限元分析，总结了制动盘温度场和应力场的分布规律，并得出热变形因素是引起车辆盘式制动器制动抖动的重要因素之一。作者通过试验，验证了前文有限元分析的结论，对车辆工程设计有一定的借鉴价值。

关键词：盘式制动器厚薄差制动力矩波动热-结构耦合分析温度场应力场

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液态烃泵机械密封性能与结构优化研究

液态烃泵机械密封性能与结构优化研究

作者：余侃武汉工程大学

学位级别：硕士

针对烃泵双端面密封易损坏的特点，结合生产中的实际工况，对双端面密封中的主密封出现液膜润滑与干摩擦的这两种工作状态进行研究。本文利用ANSYS有限元分析软件建立密封环的热-结构耦合稳态模型，并对密封性能进行分析，对结构进行优... 详细信息

针对烃泵双端面密封易损坏的特点，结合生产中的实际工况，对双端面密封中的主密封出现液膜润滑与干摩擦的这两种工作状态进行研究。本文利用ANSYS有限元分析软件建立密封环的热-结构耦合稳态模型，并对密封性能进行分析，对结构进行优化。在液膜润滑的热-结构耦合分析中，对热与结构进行直接耦合，分析碳化钨分别为动静环在工作中的接触情况，以及碳化钨和石墨为动静环的接触情况，通过数值模拟分析以后得出下面几个结果：动环和静环端面的位移;动环与静环接触以后，端面的变形情况;端面应力和接触压力在端面的分布以及其大小，研究各种参数对密封性能的影响。经过分析，得到以下几个结论：碳化钨与石墨配对的密封环端面最高温度高于碳化钨与碳化钨配对的密封环，碳化钨与石墨配对的密封环端面间有收敛的间隙，开口向外，端面内部接触，接触应力最大值在端面内径处，应力值随着半径的增大逐渐增大;碳化钨与碳化钨配对的密封环端面接触良好，但是在密封环内径处有应力集中现象。在干摩擦的热-结构耦合分析中，采用自润滑性比较好，摩擦系数较低的石墨来作为静环，并对碳化钨与石墨的密封环组合进行分析，同样得出上一段中的几个研究参数：端面位移，接触变形、端面应力和接触压力，并且分析某些参数改变以后，密封端面间间隙的大小，确定其作为干摩擦研究对象的可行性，为干摩擦密封的实验研究打好理论基础。在结构优化方面，从接触的均匀性与接触类型两个角度出发，对静环进行倒角，然后借助ANSYS软件对新模型进行数值模拟，得到的结果是：密封端面应力集中消除，端面接触均匀，最高温度也有一定的下降。在性能优化方面，借助实验平台对碳化钨与石墨的干摩擦密封进行分析，通过改变密封的结构参数与操作参数来观察密封的泄漏情况，结果表明：载荷系数对密封泄漏量有较大的影响。在转速与密封腔压力研究方面，转速越低，密封腔压力越大，泄漏量就越小，所以干摩擦密封以后要往高压低速的方向发展。

关键词：机械密封热-结构耦合分析摩擦热密封性能密封试验

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光刻机双驱动微动台温度场研究

光刻机双驱动微动台温度场研究

作者：牛成诚哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

硅片工件台系统是光刻机系统的重要组成部分，微动台作为硅片工件台系统的核心部件，其性能对整个光刻机系统至关重要。光刻机在工作过程中，线宽和套刻精度作为其非常重要的性能参数，主要受微动台性能的影响，而微动台的温度变化是影... 详细信息

硅片工件台系统是光刻机系统的重要组成部分，微动台作为硅片工件台系统的核心部件，其性能对整个光刻机系统至关重要。光刻机在工作过程中，线宽和套刻精度作为其非常重要的性能参数，主要受微动台性能的影响，而微动台的温度变化是影响其性能的重要因素之一。超高密度集成电路发展的速度越来越快，温度作为其影响因素，所扮演的角色越来越重要，因此对温度的精确性和稳定性控制提出了更高的要求。开展光刻机双驱动微动台温度场研究这一课题，对于光刻机实现纳米级定位精度与同步运动精度，以解决90nm步进扫描投影光刻机超精密定位控制及高速高精同步扫描技术难题非常重要，对于研制自主产权的高速高精扫描型光刻机具有重大意义。本文对光刻机工件台的国内外研究现状进行了分析，并对热分析的相关知识和有限元分析方法进行了介绍。通过ANSYS有限元软件，对晶圆升降装置进行了温度场分析及结构分析。通过温度场分析得到了晶圆升降装置的温度分布及热变形分布。通过静力学分析确定了晶圆升降装置在自身重力作用下的变形分布及应力分布，保证其具有一定的刚度以提高定位精度。通过模态分析确定了晶圆升降装置的动态特性，找出了其薄弱环节并为结构的优化提供指导。通过SolidWorks2011及ANSYS软件建立了微动台实体模型及有限元模型，对热源进行了分析和计算，得到了XY平面电机和Z向重力补偿器对微动台Chuck部件的热载荷。通过对微动台Chuck部件的热分析和热－结构耦合分析得到其在不同热载荷作用下的温度分布及热变形分布，并分析了Chuck部件在重力和温度场综合作用下的变形。对XY平面电机定子进行测温实验，选择PT100温度传感器作为实验的测量仪器。对无水冷装置时XY平面电机定子进行温度场分析，对XY平面电机定子进行温度测量实验，测得水冷板外表面、进水口、出水口及线圈绕组上的温度。通过实验数据和仿真结果相比较，线圈绕组在水冷装置作用下得到了很好的冷却。

关键词：光刻机微动台晶圆升降装置热分析热-结构耦合分析测温实验

基于ANSYS的高温滚粒机转子的动力学及静强度分析

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基于ANSYS的高温滚粒机转子的动力学及静强度分析

作者：薛聚广东北大学

学位级别：硕士

高温滚粒机是转杯法干式粒化高炉渣的一种设备,具有节约用水,环境污染小,结构简单,效率高的优点,可以有效回收渣粒显热。由于设备是在高转速及高温下工作,分析主轴转子的振动特性和转盘在热-结构应力下的强度问题,判断滚粒机是否安全可... 详细信息

高温滚粒机是转杯法干式粒化高炉渣的一种设备,具有节约用水,环境污染小,结构简单,效率高的优点,可以有效回收渣粒显热。由于设备是在高转速及高温下工作,分析主轴转子的振动特性和转盘在热-结构应力下的强度问题,判断滚粒机是否安全可靠具有重要意义,这也对我国高炉渣粒化设备的设计制造及应用有着重要的理论意义和实用价值。本文综述了转子动力学的研究现状和发展动态,介绍了高温滚粒机的工作原理,采用ANSYS软件的APDL命令对转子系统进行有限元模型建立和分析计算,动力学分析中考虑了转子的陀螺效应,对转盘进行了热-结构耦合强度分析。主要内容包括：(1)对转子进行模态分析,提取前几阶固有频率和振型,通过CAMPBELL图得出考虑陀螺效应时转子的临界转速值,从而考察工作转速是否安全地避开共振区。(2)计算转子系统的支承刚度、支承跨距和转盘重量等结构参数对临界转速的影响规律,为滚粒机的设计提供指导。(3)对转子进行谐响应分析,幅频响应曲线可以直观地显示频域下转子对简谐激励的响应。(4)计算转子的瞬态不平衡响应,并分析不同起动加速度对转子系统振幅和共振频率的影响,为设定转子系统的最佳起动时间提供参考。(5)通过转盘的温度分布,了解耐火内衬的隔热性,计算得出转盘在热载荷和离心力下的应力分布,作为评价转盘强度的依据。(6)对工作转盘进行优化分析,并重新计算了转子的临界转速和转盘的温度场分布,得出满足要求的转盘结构参数。

关键词：高温滚粒机有限元仿真动力学分析热-结构耦合分析结构优化

90mm×12mm铅带连铸设备及其工艺参数的研究

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90mm×12mm铅带连铸设备及其工艺参数的研究

作者：杨萍武汉科技大学

学位级别：硕士

铅酸蓄电池作为化学电源，在现代工业生产、生活中应用广泛，需求量大。铅酸蓄电池负极板的板栅，是铅带坯经过冲网、拓展后形成的，铅带坯的质量的好坏将直接影响其使用寿命及性能，铅熔液经“铅带连铸设备”连铸成铅-带坯。因此，“... 详细信息

铅酸蓄电池作为化学电源，在现代工业生产、生活中应用广泛，需求量大。铅酸蓄电池负极板的板栅，是铅带坯经过冲网、拓展后形成的，铅带坯的质量的好坏将直接影响其使用寿命及性能，铅熔液经“铅带连铸设备”连铸成铅-带坯。因此，“铅带连铸设备”的结构设计及理论研究显得尤为重要。本课题针对“铅带连铸设备”进行了相关设计与研究。首先，根据产品尺寸规格要求，对“铅带连铸设备”进行了可行性方案设计和比较，确定“轮带式连铸机”为最优设计方案。进而，对轮带式连铸机的传动性能进行了校验，对连铸工艺参数（冷却水流量）转化为对流换热系数的计算方法进行了研究。其次，通过对传热学及应力学理论知识的学习，建立了连铸区的三维温度场和应力场的数学耦合模型。为了使仿真顺利完成，对模型做了一些简化和基本假设，并施加了合理的边界条件。最后，对“轮带式连铸机”的连铸区进行了热-结构耦合分析。研究了冷却水截面流速和结晶轮外圈材料这两个工艺参数对连铸区的温度场和应力场的影响。基于仿真结果分析，得到了给定工况下冷却水截面流速的最佳值;得出了采用40Cr代替传统的Cu作为结晶轮外圈材料可以有效提高结晶轮外圈使用寿命。本文基于ANSYS热-结构耦合，对“轮带式连铸机”连铸区工艺参数进行的研究，为铅带连铸工艺参数选取提供了一定的参考价值。

关键词：轮带式连铸机热-结构耦合分析结晶轮

CRH5型动车组制动盘沟槽织构热应力和动态特性分析

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CRH5型动车组制动盘沟槽织构热应力和动态特性分析

作者：王键兰州交通大学

学位级别：硕士

我国西部区高速铁路,具有速度高、坡道长大等特点,对动车组的制动技术提出了更高的要求。目前盘形制动是高速铁路中应用最为广泛的制动装置,为了适应更复杂的运用条件,需对制动盘材料以及制动盘结构进行改进设计,从而进一步提升制动性... 详细信息

我国西部区高速铁路,具有速度高、坡道长大等特点,对动车组的制动技术提出了更高的要求。目前盘形制动是高速铁路中应用最为广泛的制动装置,为了适应更复杂的运用条件,需对制动盘材料以及制动盘结构进行改进设计,从而进一步提升制动性能。表面织构化加工是改善制动盘制动性能的一种新方法,在干摩擦条件下能够提高制动盘的摩擦系数,降低因制动摩擦产生的磨损。因此,本论文以我国正在建设的川藏铁路工程为背景,以对动车组在30‰坡道紧急制动的复杂工况为条件,针对CRH5型动车组制动盘沟槽织构,进行制动条件下的热应力和动态特性分析,探究沟槽织构排布角度对制动盘性能的影响规律,以期为我国西部山区铁路动车组设计提供技术支撑。本文首先根据制动过程涉及的传热学理论,基于ANSYS Workbench软件,建立了CRH5型动车组制动盘热流密度模型、对流换热模型和热辐射模型。其次针对川藏铁路长大坡道的运用条件,仿真得到高寒地区不同环境温度下的温度场和热应力场,得到在低温环境下进行紧急制动时需要较高制动性能,计算初速度160km/h的CRH5型动车组在川藏铁路中30‰坡道紧急制动所需制动距离,指出川藏铁路30‰坡道下的制动安全问题,为了保证制动安全,需提高动车组制动盘的制动性能或者应依据规定进行限速。再次结合沟槽织构对制动盘进行表面结构改进,仿真得到六种模型的温度场和热应力场,探究了沟槽织构角度对制动性能的影响规律,提出了具有较好散热性能的沟槽织构制动盘设计方案。最后采用瞬态动力学模块进行制动过程仿真,对六种制动盘分别进行动态特性分析。计算结果表明,60°和120°沟槽织构显著提高了制动盘的制动效能,减少制动所需时间,大幅度降低制动过程中等效应力的最大值和平均值,且等效应力变化曲线波动较小,在提高制动稳定性的同时,能够显著地提高制动盘的耐磨性能。综上所述,本文所选沟槽织构角度中,60°和120°沟槽织构为最优设计。

关键词：制动盘沟槽织构热-结构耦合分析瞬态动力学分析