制动器为行驶车辆的安全性和可靠性提供了重要保障，是汽车上最重要的安全部件之一。鼓式制动器由于结构简单、造价较低、结构紧凑、制动力矩大，在重型载货汽车和客车上有着广泛应用。汽车制动器的工作涉及三维摩擦接触和热机耦合问题，过程极为复杂。本文采用有限元仿真技术对其整个制动过程进行瞬态热机耦合分析，并对存在表面缺陷制动鼓的使用寿命进行预测。本文以某重型卡车鼓式制动器为研究对象，根据传热学和摩擦学理论计算出仿真工况条件下传热学参数，总结归纳了制动器摩擦生热规律。利用ABAQUS软件建立鼓式制动器三维有限元模型，采用直接耦合方法，模拟了制动器整个制动过程，分析了摩擦片与制动鼓内表面接触压力分布情况，并得到车辆在不同载荷、不同散热方式下长坡持续制动时制动鼓的瞬态温度场与应力场变化规律。通过对制动器耦合结果分析，比较制动鼓内表面上三向应力，发现轴向应力与周向应力是引起制动鼓内表面上轴向开裂的主要原因。制动鼓摩擦表面受到移动热源和对流换热的双重影响，节点温度呈“锯齿状”周期性变化。基于裂纹疲劳扩展基本原理，对于假想存在表面裂纹缺陷的制动鼓采用Nsoft软件预测其在长坡持续制动工况下的使用寿命，为重型卡车制动鼓维修、结构改进提供参考依据。