公路交通运输的发展趋势是高速化、重载化。因此重型载货汽车的持有量越来越多，购买时车主主要考虑汽车的价格和动力性。为了获取最大的经济利益，厂家尽量降低载货汽车的生产成本，因此目前主动安全措施，如驱动防滑系统在国内载货汽车难以普及。制动鼓作为制动系的重要部件之一，国内的发展研究一直相对缓慢。制动鼓在制动过程中承受高温和大负荷，因制动鼓过热导致制动性能下降甚至失效所引起的交通事故引起人们的高度重视。因此，散热性能良好的高强度制动鼓研究显得尤为重要。为改善传统制动鼓结构的不足，提高强度和散热性，工厂提出两种改进后的新型制动鼓：一是外表面加单向螺旋筋，二是在外表面加菱形筋，要求对两种新型制动鼓和传统制动鼓进行性能分析并比较。为对比这三种制动鼓结构的优缺点，论文根据制动鼓的使用环境和性能要求，确定了对制动鼓进行性能对比分析需要做的研究：在三种制动鼓质量相同、摩擦半径等基本尺寸相同的情况下从强度、散热性能和热结构耦合性能三个方面分别进行对比。首先通过工厂试验证明，两种新型制动鼓的强度都有所提高，其中菱形筋制动鼓强度提高最明显。论文通过有限元分析也给出了证明。然后考虑到制动鼓外表面形状和其周围空气流动的相互影响，本文选择利用STAR-CCM+对制动鼓进行流固耦合换热分析，计算不同制动鼓外表面的对流换热强度，研究制动鼓周围的空气流场。其次，将流固耦合分析计算出的制动鼓外表面的对流换热系数应用至ANSYS热结构耦合分析中。在进行耦合分析之前，首先进行了热分析，作为热结构耦合分析的基础。热结构耦合分析选择汽车在最高速度紧急制动直至停车的工况。最后论文对三种制动鼓进行了模态分析，探究结构改变对制动鼓动态响应的影响。综合所有分析得出，单向螺旋筋制动鼓能最大程度改善制动鼓周围空气的流动状况，散热性能最佳，在模拟紧急制动中应变和应力均最小，是最合理的制动鼓结构。