制动器作为制动系统的一个关键部件,其热力学性能对汽车行驶的安全性有着重要的影响。在制动过程中,制动盘与制动块之间的摩擦会产生大量热,使制动器温度迅速上升,导致制动性能下降。制动器摩擦生热的仿真研究是制动器的散热以及结构改进设计的重要方法。在对当前国内外对制动器摩擦生热仿真调查的基础上,本文应用接触、摩擦、热传导、变形体应力应变等理论,对制动器摩擦生热的整个过程进行论述,详细描述了制动盘与制动块在整个制动摩擦过程中的热力学机理。结合工程实际,建立了原有的曲线叶片通风盘式制动器热力学分析的三维模型,对其材料参数、网格、载荷和位移、对流换热系数等边界条件以及时间步参数进行设置研究。在此基础上,用有限元瞬态热力学方法对该模型进行制动摩擦生热仿真分析,归纳原始模型的制动盘周向、径向、轴向的温度与应力变化规律,也对制动盘厚度方向的应变情况进行了研究。然后,对原有制动盘结构进行改进,在保持制动盘总体厚度不变情况下,对盘壁厚度改变并进行摩擦生热过程模拟。在通风制动盘壁厚改进的基础上,对不同散热筋数目和构造的情况进行改进后的模拟分析,并将原始模型与改进模型的分析结果进行对比研究。通过研究可知,与原有制动盘相比,改进盘壁厚度的制动盘在完整制动过程中的最高温度下降16%,改变散热筋的制动盘最高温度下降9%。在保持制动盘总体厚度不变,改变盘壁厚度时,制动盘轴向与径向温度梯度都有所减小;在改变盘壁厚度模型的基础上改变制动盘筋结构时,制动盘轴向以及径向温度梯度都有所减小,并且厚度方向的变形与原始模型基本相同,盘体力学性能能够得到保证。本文研究表明,结构改进后的制动盘热力学性能均所提升,这对优化制动器的制动性能和车辆安全性都是有益的。