基于ADINA的車輛制動盤TMC分析示例

計算模型

◇ 車軸、制動盤、預緊螺栓初始轉速300r/min；

◇ 采用1/2對稱模型； ◇ 制動力零時刻加滿； 

◇ 轉動系統(tǒng)其它質量采用附加質量單元施加到模型上； 

◇ 所有零件初始溫度為30攝氏度； 

◇ 所有零件材料強度參數、熱物理性能參數隨溫度變化； 

◇ 所有零件通過裝配面?zhèn)鬟f接觸力、熱；所有零件接觸傳熱表面定義熱阻； 

◇ 采用TMC耦合計算方法； 

◇ 前10步結果每步保存，之后每20個計算步保存1次計算結果；  

 1. 讀入幾何模型； 

2. 螺栓body分解； 

3. 螺栓劃分單元； 

4. copy其它螺栓body，并同時copy網格； 

5. 定義軸與車輪的face link； 

6. 定義螺栓與制動盤接觸，包括螺栓桿部分；注意事項：摩擦系數；協調因子；接觸面?zhèn)鲗禂?熱阻) 10； 

7. 定義閘片和制動盤接觸；注意事項：摩擦系數；協調因子；offset=5e-5；接觸面?zhèn)?/span>導系數1；

8. 定義制動盤與車輪接觸；注意事項：摩擦系數；協調因子；接觸面?zhèn)鲗禂?0；  

 9. 定義單元組并劃分網格； 

10. 定義載荷和約束；注意事項：軸心約束；對稱面約束；閘片約束； 

11. 定義集中質量1 ton、初始轉速31.42 rad/s； 

12. 定義TMC分析的設置，注意溫度場積分格式選擇Trapezoidal Rule； 

13. 定義時間步；0.002s,10000步； 

14. 定義結果輸出；每隔20步輸出結果； 

15. 其它非線性求解控制：       打開large displacement;       NR迭代次數為25次，啟動Line Search；       時間積分采用Bathe二階精度積分算法； 

16. 定義旋轉部件的初始轉速；  

 讀入的螺栓幾何體  

 ◇ 讀入的parasolid模型中只包含一個螺栓； 

◇ 為了保證計算精度，要對螺栓幾何模型進行處理，最終劃分全六面體網格； 

◇ 螺栓采用單一組1進行劃分，其算法為bolt算法，可在單一組中定義螺栓預緊力； 

 

螺栓對稱條件的施加

 ◇ 由于螺栓上體比較多，直接定義約束比較復雜，故通過定義0位移施加約束；  

旋轉系統(tǒng)的附加質量

◇ 整個旋轉系統(tǒng)的部件可能很多，模型只建出部分（例如車軸之建立一段），其它質量需要用質量單元施加到旋轉中心； 

◇ 附加質量為1噸 ；  

 附加質量點施加初始轉速  

 ◇ 施加轉速31.42弧度/秒； 

◇ 注意：此point 176必須劃分節(jié)點，所定義的質量單元、初始速度、約束方程才能有效。

 

結構方程時間積分算法

◇ 使用隱式動力學計算； 

◇ 選擇bathe二階精度積分方法。  

◇ 使用隱式動力學算法，并打開TMC雙向耦合計算設置；  

◇ 使用一致集中矩陣和Trapezoidal Rule積分算法。

 ◇ 螺栓、車軸、摩擦盤、車輪初始為高速旋轉狀態(tài)，需要施加初始轉速； 

◇ 螺栓、車軸、摩擦盤、車輪上的單元為實體單元，其節(jié)點無旋轉自由度，其轉動速度需要轉換為三個平動速度分量，施加到各個節(jié)點上； 

◇ 導出節(jié)點坐標，用excel工具，根據下面公式計算出各個節(jié)點的平動速度；     y方向初始速度=-角速度*z坐標     z方向初始速度=角速度*y坐標  

 旋轉系統(tǒng)（無轉動自由度節(jié)點）初始轉速的施加  

制動系統(tǒng)溫度升高

各個部件接觸力分布

閘片、制動盤一點溫度隨時間變化曲線