《表1 C/SiC刹车盘/片的材料属性》

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《碳/碳化硅复合材料刹车盘/片热应力场分析》

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质量为1.5×103kg的汽车正以较高速度行驶，驾驶员突然紧急制动，8个刹车片作用使汽车降速（假定车轮在路上不打滑）。刹车盘/片均采用CVI沉积制备的二维正交层状C/SiC复合材料，刹车盘的内外直径分别是0.14 m和0.08 m，厚度为0.013 m。而相关材料参数如表1所述。根据comsol有限元分析可以数值计算得到刹车盘/片的温度场。图4为不同运动条件（表2）下对应刹车盘/片最高温度的瞬时场，可见初末速度不变情况下，刹车持续时间越短，刹车盘/片会有越高的温度产生。这是因为刹车时间较短，需要更大的摩擦力来制动运动惯性，就会产生大量的热量并累积温度。图5为在刹车盘表面（0，0.011 m）处放置探针考察不同运动条件下温度的时间历程。刹车行为都是相同时刻开始的，但是由于持续时间的不同，它们迎来的温度峰值也是不一样的。其原因是延迟刹车时间就意味着摩擦产生热的持续时间加大，同时蓄热效应大于散热效应，自然而然温度拐点相应延后。值得注意的是，虽然不同刹车时间造成了不同的探针温度峰值与到来时间，但是经过几秒降温盘整后，它们的温度趋于一致。