碟式煞車卡鉗作動引發之應力與運動分析｜國立中央大學博碩士論文系統

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研究生：	蔡雨安 Yu-An Tsai
論文名稱：	碟式煞車卡鉗作動引發之應力與運動分析 The motion analysis for disc brake caliper action
指導教授：	李雄 Li Xiong
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 機械工程學系 Department of Mechanical Engineering
論文出版年：	2019
畢業學年度：	107
語文別：	英文
論文頁數：	47
中文關鍵詞：	有限元素分析、ANSYS 、碟式煞車
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近年來由於工業發展快速，在產品要求開發時間日益緊縮下，電腦輔助工程設計與分析軟體(CAD/CAE)應運而生，他們除了可提供工程人員快速研發與避免不必要的錯誤判斷外，更可提供非工程人員在產品設計與分析上視覺的認知與觀感，所以本研究利用有限元素分析軟體ANSYS來分析碟式煞車卡鉗作動引發之應力與運動，設定相同尺寸的碟盤與來令片，調整來令片夾持壓力、夾持力到達最大壓力的時間等等的參數，以分析轉子停止時間、夾持壓力之間的關係以及觀察碟盤的壓力分布，進而討論到增加ABS系統(Anti-lock Brake System防鎖死煞車系統)的分析。

In recent years, due to the rapid development of industry, computer-aided engineering design and analysis software (CAD/CAE) came into being under the circumstance of product development time. In addition to providing engineers with rapid development and avoiding unnecessary misjudgments, it can provide visual perception and perception of non-engineering personnel in product design and analysis. Therefore, this study uses the finite element analysis software ANSYS to analyze the motion analysis for disc brake caliper action and set the same size disc and the brake pads. Adjust the parameters such as the clamping force of the sheet and the time when the clamping force reaches the maximum pressure to analyze the relationship between the rotor stop time and the clamping pressure and the pressure distribution of the disc and then discuss the addition of the ABS system (Anti-lock Brake System) 。

目錄
摘  要    i
Abstract    ii
誌 謝    iii
圖目錄    vi
表目錄    vii
符號說明    viii
第一章、    緒論    1
1-1. 碟式煞車    1
1-1-1. 卡鉗    1
1-1-2. 碟盤與來令片    2
1-1-3. 碟盤尺寸    4
1-2. 碟式煞車的目的    7
1-3. 碟式煞車的問題    9
1-3-1. 碟式煞車的缺點    9
1-3-2. ABS系統(Anti-lock Brake System防鎖死煞車系統)    9
第二章、    理論    11
2-1. Equations of Motion for Wheel and Disk Brake    11
2-2. Speeds of Wheel and Disk Brake    13
2-3. Functional Form of Force    14
2-4. Harmonic Solutions for the Motion    15
第三章、    轉子停止時間    16
第四章、    應力分布    19
4-1. Pad1應力分布    19
4-2. Pad2應力分布    22
4-3. Disc應力分布    25
4-4. 討論    31
第五章、結論    33
參考文獻    34

 
圖目錄
圖1- 1碟式煞車組成分類    1
圖1- 2碟盤與來令片尺寸    4
圖1- 3碟盤與來令片厚度    5
圖1- 4間隙    5
圖1- 5碟盤與來令片邊界條件    6
圖1- 6鼓式煞車示意圖[1]    8
圖1- 7碟式煞車示意圖[2]    8
圖1- 8摩擦力示意圖    10

圖2- 1 摩擦理論    11

圖3- 1實驗參數    16
圖3- 2轉子停止時間圖    17
圖3- 3局部放大圖    18

 
表目錄
表1- 1陶瓷來令片與金屬來令片比較表    3
表1- 2 材料強度    4

表4- 1 PAD1 VON-MISES STRESS    19
表4- 2 PAD1 SHEAR STRESS (ZX PLANE)    20
表4- 3 PAD1 SHEAR STRESS (ZY PLANE)    21
表4- 4 PAD2 VON-MISES STRESS    22
表4- 5 PAD2 SHEAR STRESS (ZX PLANE)    23
表4- 6 PAD2 SHEAR STRESS (ZY PLANE)    24
表4- 7 DISC VON-MISES STRESS +Z方向    25
表4- 8 DISC SHEAR STRESS (ZX PLANE) +Z方向    26
表4- 9 DISC SHEAR STRESS (ZY PLANE) +Z方向    27
表4- 10 DISC VON-MISES STRESS -Z方向    28
表4- 11 DISC SHEAR STRESS (ZX PLANE) -Z方向    29
表4- 12 DISC SHEAR STRESS (ZY PLANE) -Z方向    30


                                

【1】 Karim Nice "How Drum Brakes Work". (August 18, 2000)
From https://auto.howstuffworks.com/auto-parts/brakes/brake-types/drum-brake1.htm
【2】 Karim Nice "How Disc Brakes Work". (August 21, 2000)
From https://auto.howstuffworks.com/auto-parts/brakes/brake-types/disc-brake1.htm
【3】許欣豪，「碟式煞車整車特性之理論與人因工程測試」，國立清華大學，碩士論文，民國90年
【4】陳家典，「碟式煞車整體穩定性之理論分析與人因工程測試」，國立清華大學，碩士論文，民國91年
【5】蔡永存，「車輛在煞車試驗器上之制動力分析與量測」，國立中興大學，碩士論文，民國94年
【6】林金財，「機車煞車碟之熱與應力分析之研究」，國立中山大學，碩士論文，民國90年
【7】王昭男，謝正昌，「煞車系統之異音與振動分析」，中華民國音響學會暨第二十屆論文發表會論文集，2007年11月23日

【8】何信毅、劉宗益，「駕駛操作模式對車輛煞車系統衰退影響之研究」，財團法人車輛研究測試中心，民國93年
【9】龍景森，「漫談ABS (Anti-lock Brake System，防鎖死煞車系統)」，財團法人車輛研究測試中心，2012 取自: https://www.artc.org.tw/chinese/03_service/03_02detail.aspx?pid=2085
【10】龍景森，「抓地力與車輛動態關係」，財團法人車輛研究測試中心，2012 取自: https://www.artc.org.tw/chinese/03_service/03_02detail.aspx?pid=2169
【11】 James O. Harris : Determining Vehicle Speeds From Skid Marks
http://www.hhs.iup.edu/CJANICAK/SAFE541CJ/Skid%20Mark%20Evidence.pdf
【12】 Using The Brakes - Tech Tip , OptimumG (July 06,2006) From:
http://downloads.optimumg.com/Technical_Papers/Brake_tech_tip.pdf

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