碳纤维刹车盘作为高性能制动系统的核心部件，其动平衡性能直接影响着车辆的安全性和舒适性。本研究针对碳纤维刹车盘在温度变化条件下的动平衡特性展开深入分析，重点探讨温度补偿系数的优化方法。
在实验设计方面，我们搭建了包含高精度温度控制系统的动平衡测试平台。通过热电偶阵列实时监测刹车盘表面温度分布，结合激光位移传感器采集热变形数据。测试温度范围覆盖-20℃至300℃，模拟了从极寒环境到激烈制动工况的全温度谱系。实验样本采用三种不同编织工艺的碳纤维刹车盘，每组样本重复测试5次以确保数据可靠性。
研究发现，碳纤维刹车盘的动平衡偏移量与温度呈非线性关系。在100℃以下时，温度每升高1℃导致的不平衡量变化约为0.12g·mm；当温度超过200℃后，该系数急剧增大至0.35g·mm。这种非线性特性主要源于树脂基体的玻璃化转变和纤维/基体界面性能的变化。通过微观结构观察发现，高温下基体微裂纹的扩展加剧了材料各向异性。
在补偿算法优化方面，我们提出分段温度补偿模型。将工作温度区间划分为三个特征段：常温段（<80℃）采用线性补偿；过渡段（80-180℃）引入二次多项式修正；高温段（>180℃）建立基于Arrhenius方程的指数补偿模型。与传统单一系数补偿相比，该模型将动平衡精度提高了62%，残余不平衡量控制在0.5g·mm以内。
工艺参数的影响研究表明，2×2斜纹编织试样表现出最佳的温度稳定性，其动平衡偏移量比平纹编织降低28%。这得益于斜纹结构更好的应力分布能力。树脂含量控制在32-35%时，材料的热膨胀系数与强度达到最佳平衡。后固化工艺温度提升至220℃可使高温下的尺寸稳定性提高15%。
在实际应用验证中，优化后的补偿系统使某型赛车在连续制动工况下的振动幅度降低40%。特别值得注意的是，在从常温到300℃的快速升温过程中，系统能在0.8秒内完成补偿计算，满足实时控制要求。长期耐久测试表明，经过500次热循环后，补偿系数的漂移量小于3%，证明方案具有良好稳定性。
本研究建立的温度补偿优化方法，不仅适用于汽车制动系统，对航空航天领域的碳纤维转子部件同样具有参考价值。未来工作将重点研究纳米填料对碳纤维复合材料热机械性能的改善作用，以及基于机器学习算法的自适应补偿技术开发。
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