在制动过程中,鼓式制动器中存在热机械耦合现象,在摩擦过程中会产生高接触应力场和瞬态温度。制动鼓的动能和势能逐渐转化为热能,这个过程同时受到应力、温度和磨损等多个物理量的影响。制动鼓作为汽车的安全部件,对其中的耦合现象预测进行研究,从生产和制造的角度都有着重要的指导意义。本文研究了基于有限元分析的应力-温度-磨损耦合问题的数值模拟方法。Archard线性磨损模型通过软件ABAQUS?预设接口嵌入到经典的热应力场的有限元模型(FEM)。其中,用户子程序用以实现磨损深度的渐进累积计算并根据计算结果修改节点位置的。磨屑的影响则通过平均磨损系数和摩擦表面的接触传热方程的进行考虑。更新的表面轮廓将用之后的分析过程。借助应力-磨损耦合和应力-温度-磨损耦合数值模拟方法分别对磨合过程和紧急制动过程进行了研究,并得到了制动表面的应力、温度和磨损的变化情况。同时,设计台架实验,实现了紧急制动工况下的温度数据获取。研究结果表明,该方法能够反映接触区域的压力场、温度场和磨损的变化情况,获得较为全面清晰的实验结果。借助温度数据的对比,数值模拟结果与相同工况下的制动实验结果吻合,因此本文提出的多物理量耦合模型是可行的。