全国因车辆安全性能造成的伤亡中,由鼓式制动器引起的事故占据了大部分,对人们的生产生活有着较大的危害。解决鼓式制动器引起的问题,需要从鼓式制动器结构设计入手,传统依靠经验类比的方法对鼓式制动器进行结构设计已经不能适应当下的需要。因此,本文针对鼓式制动器的理论计算与有限元分析,开发鼓式制动器辅助计算与分析系统,展开了如下几方面的研究工作:(1)介绍鼓式制动器的工作原理及结构形式;针对最常用的凸轮型领从蹄式鼓式制动器进行受力分析,得出制动力矩需求、制动器理论制动力矩及促动力的计算方法和过程,为后续系统开发的计算部分奠定基础;结合计算参数与鼓式制动器实际结构对制动鼓、摩擦片及制动蹄进行参数化,为后续参数化有限元分析奠定基础。(2)阐述鼓式制动器在结构分析、热分析及热-结构耦合分析中的相关理论,得出适用于鼓式制动器有限元分析的计算分析方法;分析车辆制动过程中的能量分配形式,确定采用能量分配法对制动鼓进行瞬态热分析的边界条件(包括热流密度、表面传热系数及辐射传热系数);根据有限元分析理论与鼓式制动器在各分析类型下的边界条件,得出鼓式制动器在结构、热及热-结构耦合分析三种类型下的有限元分析过程。(3)利用VB程序语言结合ANSYS软件中的APDL参数化语言开发鼓式制动器辅助计算与分析系统。根据鼓式制动器的理论计算与有限元分析过程,设计鼓式制动器辅助计算与分析系统的功能模块并进行功能实现;针对各功能模块进行鼓式制动器辅助计算与分析系统的界面设计。(4)利用编写完成的鼓式制动器辅助计算与分析系统对3502F鼓式制动器进行理论制动力矩计算、结构分析、重复15次制动工况下的瞬态热分析及一次紧急制动工况下的热-结构耦合分析,得出该型号制动器的理论制动力矩与仿真分析制动力矩,应力场、温度场及摩擦片上接触压力分布结果,并针对上述结果进行了深入分析与讨论。其次,对3502F鼓式制动器进行台架试验,通过试验得出该型号制动器的试验制动力矩和重复15次制动工况下的制动鼓温升曲线。将试验结果与系统仿真结果进行对比分析,验证鼓式制动器辅助计算与分析系统的准确性。