基于Workbench的汽車(chē)剎車(chē)制動(dòng)盤(pán)摩擦生熱問(wèn)題的仿真

       摩擦制動(dòng)器工作時(shí),剎車(chē)盤(pán)在摩擦力作用下停止運(yùn)動(dòng),然而靠摩擦產(chǎn)生的熱量使摩擦片溫度升高,影響其使用性能,本文基于ANSYS Workbench軟件對(duì)該實(shí)例進(jìn)行模擬。

     注:本實(shí)例僅僅為仿真方法,由于參數(shù)未知顧各種參數(shù)均為假設(shè)


     分析模塊采用瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)求解模塊,建立模型,劃分網(wǎng)格,設(shè)置邊界條件,求解,查看結(jié)果。

  1. 仿真模型

    剎車(chē)盤(pán)和摩擦片如圖所示,便于網(wǎng)格劃分,剎車(chē)盤(pán)分為兩部分,另外采用對(duì)稱(chēng)方式,取一半模型

  2. 網(wǎng)格劃分

    網(wǎng)格如圖所示


    1.jpg                2.jpg

  3. 對(duì)稱(chēng)設(shè)置

    選擇剎車(chē)盤(pán)的盤(pán)面設(shè)置為對(duì)稱(chēng),如圖

    3.jpg

  4. 將模型的單元更改為226耦合場(chǎng)單元

    et,matid,226,11 !設(shè)置關(guān)鍵字為11,表示自由度包含溫度temp

  5. 接觸設(shè)置

    將摩擦片和摩擦盤(pán)之間的接觸設(shè)置為frictional 摩擦系數(shù)調(diào)整為0.2

    摩擦關(guān)鍵字設(shè)置為keyop,cid,1,1,考慮溫度

    方程設(shè)置為增強(qiáng)拉格朗日方程,stiffness update設(shè)置為each iteration

  6. 旋轉(zhuǎn)設(shè)置

    設(shè)置圓孔中心為鉸鏈旋轉(zhuǎn),如圖

    4.jpg

  7. 邊界條件

    添加鉸鏈驅(qū)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)角度驅(qū)動(dòng),旋轉(zhuǎn)3圈,共1080度

    添加摩擦片的位移約束,將摩擦片四邊設(shè)置為XY方向0位移,Z向可動(dòng)

    添加摩擦片上表面受力4000.N

    5.jpg

  8. 設(shè)置步長(zhǎng)

    設(shè)置為三步,步長(zhǎng)設(shè)置為100,10,1000,時(shí)間共4秒時(shí)間

  9. 添加求解設(shè)置

    /solu
    alls
    tref,0   !參考溫度為0度
    trnopt,full
    timint,off,struc !不考慮結(jié)果的慣性效果

  10. 提取結(jié)果

    1)變形

    由于為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),因此最大位移為正弦變化,如圖所示

    6.jpg

    2)應(yīng)力

    選擇中,摩擦盤(pán)受到壓力作用,應(yīng)力增大,提取結(jié)果

    7.jpg

   3)溫度

    由于參考溫度為0度,故提取的溫度就是溫升,第1秒,第2秒,第3秒和第4秒結(jié)束時(shí)的溫度如圖   

8.jpg9.jpg

10.jpg11.jpg

     該實(shí)例對(duì)汽車(chē)摩擦片的摩擦效果進(jìn)行了仿真方法的研究,可以較好的模擬該類(lèi)摩擦生熱熱的仿真,如果考慮初始旋轉(zhuǎn)速度和摩擦系數(shù)等其他參數(shù)合適的加載,可以較好的得到摩擦片的停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間,為汽車(chē)摩擦片的設(shè)置提供很好的指導(dǎo)意義。


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