本發(fā)明屬于汽車，涉及一種集成減速器、制動(dòng)器一體化輪轂電機(jī)產(chǎn)品性能與可靠性聯(lián)合仿真設(shè)計(jì)方法，具體是一種基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、集成減速器、制動(dòng)器一體化輪轂電機(jī)產(chǎn)品作為車輛高效電動(dòng)化的一種新型解決方案，在車輛研發(fā)領(lǐng)域是一個(gè)熱點(diǎn)。集成減速器、制動(dòng)器的一體化輪轂電機(jī)安裝在車輛輪輞里，運(yùn)行時(shí)，散熱條件差，機(jī)構(gòu)的溫度環(huán)境非常惡劣。

2、在車輛制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)器摩擦副間由于快速的相互摩擦而產(chǎn)生大量的熱，使得制動(dòng)器的溫度迅速升高，過高的溫度會(huì)使得制動(dòng)器在制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)熱衰退現(xiàn)象從而影響汽車的制動(dòng)性，也會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)盤表面易出現(xiàn)熱疲勞裂紋而降低其使用壽命。同時(shí)，電機(jī)和減速器的最高工作溫度要求低于制動(dòng)器，在制動(dòng)惡劣工況時(shí)制動(dòng)器的溫度傳導(dǎo)給電機(jī)和減速器，也會(huì)造成嚴(yán)重的失效后果。因此需對一體化輪轂電機(jī)產(chǎn)品的熱耦合進(jìn)行分析，以便于更好的優(yōu)化輪轂電機(jī)產(chǎn)品。

3、而一體化輪轂電機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)成本較高，進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)所需費(fèi)用也大，周期較長。現(xiàn)有可靠性設(shè)計(jì)分析技術(shù)的局限性，無法對集成減速器、制動(dòng)器一體化輪轂電機(jī)這類產(chǎn)品實(shí)施制動(dòng)工況下的分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提供一種基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，以便于模擬輪轂電機(jī)產(chǎn)品處于高溫運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的性能及可靠性。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析方法，

3、對輪轂電機(jī)模型進(jìn)行簡化處理形成簡化后的輪轂電機(jī)三維模型；

4、將輪轂電機(jī)三維模型導(dǎo)入有限元軟件，對輪轂電機(jī)三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并設(shè)置惡劣工況的分析條件、邊界條件、材料屬性和求解器形成有限元模型；

5、通過對有限元模型設(shè)置制動(dòng)壓力進(jìn)行制動(dòng)盤惡劣工況下的應(yīng)力分析、設(shè)置角速度進(jìn)行制動(dòng)盤惡劣工況下的溫度分析，對應(yīng)力分析和溫度分析結(jié)果進(jìn)行耦合分析確定輪轂電機(jī)高溫運(yùn)行狀態(tài)的性能。

6、進(jìn)一步地，所述簡化處理包括將制動(dòng)過程中的車輪運(yùn)動(dòng)等效為純滾動(dòng)，摩擦符合庫倫定律，作用在摩擦片上的制動(dòng)壓力為常數(shù)且為均布壓力，制動(dòng)盤和摩擦片均為各向同性線彈性材料。

7、進(jìn)一步地，所述惡劣工況包括緊急制動(dòng)工況，設(shè)置緊急制動(dòng)工況的分析條件包括：設(shè)定車輛初速度、設(shè)定車輛減速至零的時(shí)間、設(shè)定求解時(shí)間間隔。

8、進(jìn)一步地，所述惡劣工況包括持續(xù)制動(dòng)且拖剎工況，設(shè)置持續(xù)制動(dòng)且拖剎工況的分析條件包括：設(shè)定維持初速度不變、設(shè)定車輛初速度、設(shè)定運(yùn)行坡度、設(shè)定求解時(shí)間間隔。

9、進(jìn)一步地，所述惡劣工況包括持續(xù)制動(dòng)且長下坡拖剎工況，設(shè)置持續(xù)制動(dòng)且長下坡拖剎工況的分析條件包括：設(shè)定維持初速度不變、設(shè)定車輛初速度、設(shè)定運(yùn)行坡度、設(shè)定長下坡的連續(xù)制動(dòng)長度、設(shè)定長下坡制動(dòng)持續(xù)時(shí)間。

10、進(jìn)一步地，設(shè)置邊界條件包括設(shè)置位移邊界條件和設(shè)置熱邊界條件，所述位移邊界條件包括約束摩擦片x、y方向的平移自由度、約束制動(dòng)盤中心點(diǎn)的平移自由度，所述熱邊界條件包括對流換熱系數(shù)和熱輻射條件。

11、進(jìn)一步地，設(shè)置材料屬性包括設(shè)置摩擦片和制動(dòng)盤的力接觸屬性和熱接觸屬性。

12、更進(jìn)一步地，所述求解器為隱式求解器。

13、一種基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析系統(tǒng)，包括

14、模型建立單元，用于對輪轂電機(jī)模型進(jìn)行簡化處理形成簡化后的輪轂電機(jī)三維模型；

15、有限元前處理單元，將輪轂電機(jī)三維模型導(dǎo)入有限元軟件，對輪轂電機(jī)三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并設(shè)置惡劣工況的分析條件、邊界條件、材料屬性和求解器形成有限元模型；

16、仿真分析單元；用于通過對有限元模型設(shè)置制動(dòng)壓力進(jìn)行制動(dòng)盤惡劣工況下的應(yīng)力分析、設(shè)置角速度進(jìn)行制動(dòng)盤惡劣工況下的溫度分析，對應(yīng)力分析和溫度分析結(jié)果進(jìn)行耦合分析確定輪轂電機(jī)高溫運(yùn)行狀態(tài)的性能。

17、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述方法的步驟。

18、本發(fā)明的有益效果為：

19、本發(fā)明通過建立三維模型導(dǎo)入有限元分析軟件，進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并設(shè)置材料參數(shù)、邊界條件等信息形成輪轂電機(jī)的有限元模型，再采用有限元模型進(jìn)行輪轂電機(jī)的熱耦合分析，可以模擬一體化輪轂電機(jī)產(chǎn)品處于制動(dòng)高溫運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的性能及可靠性，并尋找優(yōu)化方向。

技術(shù)特征：

1.一種基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析方法，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析方法，其特征在于：所述簡化處理包括將制動(dòng)過程中的車輪運(yùn)動(dòng)等效為純滾動(dòng)，摩擦符合庫倫定律，作用在摩擦片上的制動(dòng)壓力為常數(shù)且為均布壓力，制動(dòng)盤和摩擦片均為各向同性線彈性材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析方法，其特征在于：所述惡劣工況包括緊急制動(dòng)工況，設(shè)置緊急制動(dòng)工況的分析條件包括：設(shè)定車輛初速度、設(shè)定車輛減速至零的時(shí)間、設(shè)定求解時(shí)間間隔。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析方法，其特征在于：所述惡劣工況包括持續(xù)制動(dòng)且拖剎工況，設(shè)置持續(xù)制動(dòng)且拖剎工況的分析條件包括：設(shè)定維持初速度不變、設(shè)定車輛初速度、設(shè)定運(yùn)行坡度、設(shè)定求解時(shí)間間隔。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析方法，其特征在于：所述惡劣工況包括持續(xù)制動(dòng)且長下坡拖剎工況，設(shè)置持續(xù)制動(dòng)且長下坡拖剎工況的分析條件包括：設(shè)定維持初速度不變、設(shè)定車輛初速度、設(shè)定運(yùn)行坡度、設(shè)定長下坡的連續(xù)制動(dòng)長度、設(shè)定長下坡制動(dòng)持續(xù)時(shí)間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析方法，其特征在于：設(shè)置邊界條件包括設(shè)置位移邊界條件和設(shè)置熱邊界條件，所述位移邊界條件包括約束摩擦片x、y方向的平移自由度、約束制動(dòng)盤中心點(diǎn)的平移自由度，所述熱邊界條件包括對流換熱系數(shù)和熱輻射條件。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析方法，其特征在于：設(shè)置材料屬性包括設(shè)置摩擦片和制動(dòng)盤的力接觸屬性和熱接觸屬性。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析方法，其特征在于：所述求解器為隱式求解器。

9.一種基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析系統(tǒng)，其特征在于：包括

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于盤式制動(dòng)器惡劣工況下的輪轂電機(jī)熱耦合分析方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，對輪轂電機(jī)模型進(jìn)行簡化處理形成簡化后的輪轂電機(jī)三維模型；將輪轂電機(jī)三維模型導(dǎo)入有限元軟件，進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并設(shè)置參數(shù)形成有限元模型；通過對有限元模型設(shè)置制動(dòng)壓力進(jìn)行制動(dòng)盤惡劣工況下的應(yīng)力分析、設(shè)置角速度進(jìn)行制動(dòng)盤惡劣工況下的溫度分析，對應(yīng)力分析和溫度分析結(jié)果進(jìn)行耦合分析確定輪轂電機(jī)高溫運(yùn)行狀態(tài)的性能。本發(fā)明通過建立三維模型導(dǎo)入有限元分析軟件，進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并設(shè)置參數(shù)形成輪轂電機(jī)的有限元模型，采用有限元模型進(jìn)行輪轂電機(jī)的熱耦合分析，可以模擬一體化輪轂電機(jī)產(chǎn)品處于高溫運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的性能及可靠性，并尋找優(yōu)化方向。

技術(shù)研發(fā)人員：高云,梁朔,劉祖佑,王志虎,郭瑞松
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東風(fēng)汽車動(dòng)力零部件有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2