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制动盘与闸片在制动过程中并不是均匀接触的,同时各接触点摩擦系数也不会完全相同,这都会影响温度场和热应力场,从而影响到制动盘的温度分布情况和使用寿命。因此,研究摩擦系数以及摩擦系数的分布与盘面温度场和应力场的关系,具有一定的实际意义。本文针对两种摩擦材料,设计了单一摩擦系数和双摩擦系数四种形式的摩擦副,通过数值模拟与试验测试,研究了多种工况条件下摩擦系数与盘面温度场、应力场及制动时间的关系。通过模拟计算,得到以下结论:(1)摩擦系数的提高对盘面温度的增加程度与制动速度成正比,在制动压力0.4MPa条件下,速度分别为50km/h、100km/h和160km/h时,摩擦系数每提高0.01,盘面最高温度分别提高0.28%、0.75%和1.2%,峰值时刻分别缩短3%、3.3%和3.2%。(2)摩擦系数对盘面温度的影响与接触区域有关,在制动压力0.4MPa条件下,速度100km/h时,在低速区(摩擦半径91mm～125mm),摩擦系数每提高0.01,盘面最高温度提高0.4%;在高速区,速度分别为160km/h和200km/h时,摩擦系数每提高0.01,盘面最高温度分别提高0.6%和0.8%。(3)盘面最大应力随摩擦系数的提高而提高,在制动压力为0.7MPa条件下,制动速度分别为100km/h、160km/h和200km/h时,摩擦系数每提高0.01,盘面最大应力分别提高1%、1.5%和1.2%。(4)摩擦系数对盘面应力的影响与接触区域有关,在制动压力0.7MPa、速度为200km/h时,在低速区,摩擦系数每增加0.01,最大应力提高1.42%。通过试验测试,得到以下结论:(1)摩擦系数的提高对盘面温度的增加程度与制动速度成反比,在制动压力0.7MPa条件下,速度分别为50km/h、100km/h和160km/h时,摩擦系数每提高0.01,盘面最高温度分别提高5.75%,3.59%和2.69%。(2)摩擦系数对盘面温度的影响与接触区域有关,在制动压力0.7MPa条件下,速度分别为50km/h、100km/h和160km/h时,摩擦系数每提高0.01,在低速区,盘面最高温度分别增大7.2%、3.7%和2.5%;在高速区,盘面最高温度分别提高6.24%,1.53%和1.38。通过对比模拟计算与试验测试结果,得到以下结论:(1)测试的最高温度高于模拟计算温度,提高程度随制动速度和压力的增加而减少。导致这种差别存在的原因在于模拟计算是建立在接触压力均匀的基础上,因此,计算结果难以反映不均匀接触压力对温度分布的影响;试验中,摩擦面上存在的局部高压力导致摩擦热集中,形成局部高温。