清远桥检车出租， 清远桥检车租赁， 云浮桥检车出租    桥检车的协同制动器电磁加载装置设计及仿真分析方法？      由于电涡流和电磁加载力都是由线圈激励产生的，那么由励磁线圈、轴芯、背板和摩擦片构成的电磁力加载装置则成为了整个协同制动器的核心部分，因此需要对它的结构进行具体设计并通过仿真分析检验其是否符合要求。

      1）电磁加载装置结构设计： 外侧背板励磁线圈外侧线圈骨架中芯内侧线圈骨架导磁摩擦片内侧背板固体润滑材料可滑动部分液电磁力加载装置主要依靠励磁线圈，其结构布置示意图。结合实际车用制动器的结构，根据前述原理进行调整，在制动盘每侧分别布置两对线圈以防止线圈直径太大，这里以一对线圈为例进行说明。本文首先对常规盘式制动器的结构进行一定的修改，由制动盘每侧的一块背板改为两块，保持一定距离并由圆柱中芯连接，线圈骨架可以套在圆柱中芯上；由于外侧的励磁线圈起主要的磁场激励作用，因此外侧背板分别与中芯、外侧线圈骨架固定；而内侧（靠近制动盘一侧）的励磁线圈结构需要能够产生轴向位移，因此内侧背板分别与导磁摩擦片、内侧线圈骨架固定，但中芯不与内侧背板和摩擦片固定。这样线圈通电时，外侧线圈结构固定而不发生位移，而受相互作用力的影响，如图中标出的可滑动部分，内侧线圈骨架、内侧背板和导磁摩擦片作为整体可以在固体润滑材料上滑动，固体润滑材料起到减小摩擦力的作用。该结构的中芯贯穿内侧背板，如若中芯材料导磁，则可以起到减小气隙、增加磁通的目的。当进行液压加载时，图中整个结构都会向右（制动盘方向）移动，而中芯可以起到传递液压力的作用。

     2）电磁加载装置结构合理性仿真分析： COMSOL Multiphysics 是一种能够同时添加多种物理场（如磁、电、力、热场等）并进行有限元仿真计算的软件。为检验所设计线圈结构的正确性与合理性，本文采用COMSOL 进行简单地二维磁场仿真分析，观察其磁路并添加电磁力的力学仿真分析模块，通过材料结构形变方向判断能否产生相对吸引力及排斥力。对线圈结构进行再次简化，除去背板摩擦片，只保留线圈、骨架、固体润滑材料以及中芯结构，构建要导入的简化二维模型。固体润滑材料采用聚四氟乙烯，具有极低的摩擦系数和较好的耐高温性能。一般的线圈骨架被裸线直接缠绕，通常使用有机高分子材料，需要有较好的耐高温性和绝缘性，但这些材料的强度和力学性能较差，并且其磁导率较差，会对磁路的磁阻产生较大影响。而本文使用漆包线已经具有一定的耐高温和绝缘特性，同时本文设计的电磁加载装置中线圈骨架需要进行力的传递，因此可以考虑部分金属材料，对其进行表面处理可以进一步绝缘，同时增强磁通密度需要用到铁，本文将骨架和中芯材料初选为铁和铝。但考虑到中芯、左骨架和右骨架的材料分别采用铝或铁时可能会有不同的磁场和受力效果，本文进行多种组合下的仿真尝试。首先选取二维平面建立新模型，选择交直流模块下的磁场（mf）和结构力学模块下的固体力学（solid）作为物理场进行添加，模式选择为稳态研究。导入建好的模型后，对各区域的材料属性进行定义，在内置材料库中依次将区域空气、线圈、中芯、骨架、固体润滑的材料初步定义为Air、Copper、Iron、Aluminum、Thermal grease，并在材料属性中将Aluminum 的电导率设置为0。选定磁场为所有域，添加线圈1 和线圈2，分别选定左右线圈对应的区域，导线模型设置均匀多匝、线圈组和电流激励，本构关系选择相对磁导率，线圈电流和匝数先初步输入为8A 和500 匝，若想改变通电方向，将电流输入为负值即可，其他采用默认。力计算选定右侧的线圈和骨架区域。选定固体力学和线弹性材料 的区域为右侧的线圈和骨架，固定约束边界选择为右侧线圈和骨架的最右侧线条边界（不包括中芯），体载荷区域同样选择为右侧线圈和骨架，载荷类型为总力，并将x和y方向的力分别输入为mf.Forcex_0 和mf.Forcey_0，即将磁场力设置为输入力。添加超细化自由三角形网格，构建选定对象。在结果的派生值中添加全局计算，由于只需要观察x方向的受力形变情况，将表达式输入为

mf.Forcex_0；在磁通密度模中添加表面-变形，将y分量设置为0，同时将表面的表达式输入为u，即X分量。而后进行求解。

      清远桥检车出租， 清远桥检车租赁， 云浮桥检车出租 http://www.jiangyujia.com 

          方案1 中仅左侧线圈通电时的形变位移中芯部分的材料采用铝，线圈骨架的材料采用铁时（称其为方案1），当左侧线圈通电，右侧线圈不通电时，其形变位移，可以看到，当右侧固定约束时线圈和骨架左侧向左拉伸，对称良好，因此说明若右侧不固定约束，左侧电磁铁会对右侧铁芯和线圈产生吸引力。但可以看到，当左右两线圈通以反向电流时，左侧电磁铁却仍然对右侧吸引，这不符合预期。由于骨架材料采用铁，并且左右骨架间断开有空气间隙，线圈通电时铁磁性材料会发生磁化现象，骨架在铁磁回路下有磁场就会改变自己的磁畴，导致了吸力的产生。并且该方案中最大形变发生在骨架上侧，受力不均时容易发生弯曲变形，因此该方案不佳。

          方案2 中两侧线圈通同向电流时的形变位移中芯部分的材料采用铁，线圈骨架的材料采用铝时（称其为方案2），左右线圈通同向电流和反向电流的磁力线分布与形变位移。可以看到在该方案下当两线圈分别通同向和反向电流时，形变分别表现为向左拉伸和向右压缩，即代表吸力和斥力，与预期相符，磁力线分布对称良好，并且最大形变的位置均位于骨架下侧，从结构上讲更有利于力的传递。再将右侧线圈电流大小设置为0，发现单侧线圈通电时会产生吸力，形变形状与相似但大小不同，同时吸力所产生的形变关于轴心保持了高度的对称性。因此最终结果是，在方案2 下通反向电流时，两线圈间的排斥力大于对单侧线圈和骨架吸引力，最终合力表现为斥力。尝试发现，若电流特别小时，最终合力结果将表现为吸引力。

           骨架下侧对其他几种不同材料的情况也进行仿真，最终得到不同中芯和骨架材料组合时的受力形变情况如表2-1 所示，负号代表形变方向向左，即产生吸力，正号代表形变方向向右，即产生斥力。对比发现，不同材料搭配所表现的形变大小和方向有较大差别。因为本文重点关注斥力，这几种情况中，只有方案2、3、能够产生斥力形变，其中方案2 的斥力形变位移最大，并且方案2 的两线圈通同向电流时，其吸力形变也最大，同时该方案的最大形变位置为骨架下侧，就结果而言是本文的最佳选择。因此通过定性和简单地定量比较，最终将中芯材料选择为铁，而左右侧线圈骨架材料选择为铝。

           清远桥检车出租， 清远桥检车租赁， 云浮桥检车出租