剎車系統的復特征值分析

本實例的目的:通過對簡易剎車系統的復特征值分析,研究摩擦因素是否會引起尖銳噪音(不穩定模態)。

模型說明:簡化的剎車系統由帶摩擦表面和支撐面的剎車片、接觸板組成。模型用實體單元進行網格劃分,剎車片和接觸板的接觸面用彈簧單元(CELAS1)表征,用來測量法向接觸力,接觸面上的摩擦力大小與法向接觸力成正比。用來表征接觸面上的摩擦力與法向位移的剛度矩陣用DMIG文件DMIG.pch輸入。同時,假定剎車片和接觸板一直處于全接觸狀態。剎車片和接觸板都與地面連接約束。


一、導入有限元模型

剎車系統的復特征值分析的圖1

紅色部分為PLATE,綠色部分為BRAKE_PAD

二、在部件PLATE和部件BRAKE_PAD接觸面間建立彈簧單元(CELAS1)

剎車系統的復特征值分析的圖2

需要注意的是,這里只對接觸面的法向方向建立彈簧單元,如圖(某一彈簧單元)中c1、c2都只定義3方向。

因此,模型中就有了三個部件,如圖

剎車系統的復特征值分析的圖3

三、依次為PLATE、BRAKE_PAD和PELAS_10創建材料屬性:

MAT1_1和PSOLID_1為PLATE的材料和屬性,GE代表材單元的材料阻尼系數

剎車系統的復特征值分析的圖4

剎車系統的復特征值分析的圖5

Lining和PSOLID_2為BRAKE_PAD的材料和屬性,這里需要注意,因為BRAKE_PAD的材質為各向異性的,所以Lining中Card Image選擇的是MAT9,因此輸入的參數形式也就與MAT1有所區別了,MAT9中材料參數以矩陣的形式輸入,

剎車系統的復特征值分析的圖6

剎車系統的復特征值分析的圖7

剎車系統的復特征值分析的圖8

PELAS_10為部件PELAS_1的屬性,注意,彈簧單元不需要在Material中給定材料參數,在Properity中,Card Image中選擇PELAS。

剎車系統的復特征值分析的圖9

四、屬性建立完后,分別將各自的屬性賦給部件

剎車系統的復特征值分析的圖10

剎車系統的復特征值分析的圖11

剎車系統的復特征值分析的圖12

五、施加邊界條件,對模型施加如圖中所示的邊界約束

剎車系統的復特征值分析的圖13

六、創建Load Collector

eigrl中ND輸入20,意味著要求20個實模態用于產生復特征值分析需要的模態空間

eigc中NND輸入12,意味著要求得到12個復模態特征值結果

剎車系統的復特征值分析的圖14

剎車系統的復特征值分析的圖15

七、導入DMIG數據,定義分析參數

1.      進入control cards,單擊INCLUDE_BULK,在name中輸入文件名DMIG.pch

2.      點擊return返回,點擊K2PP,設置number_of_k2pps=1,在K2PP=,中輸入KF,KF為DMIG中傳遞參數的名字

3.      點擊return返回,點擊PARAM,找到G,在[G_V1]中輸入結構阻尼系數0.2;在FRIC中設置[VALUE]的值為0.05。0.05為DMIG中摩擦系數的的系數。

八、創建復特征值分析步

如圖中所示,在SPC中選擇SPC

在CMETHOD中選擇eigc

在METHOD中選擇eigrl

剎車系統的復特征值分析的圖16

九、提交計算,提取結果

剎車系統的復特征值分析的圖17

從結果中可以看到,第7階和第11階模態的實特征值的實部為正,說明此模態屬于不穩定模態。接下來通過改變摩擦系數的參數,由原來的0.05變為0.01,相當于降低了摩擦。提交計算得到如下結果

剎車系統的復特征值分析的圖18

此時,復特征模態全部為穩定模態,因此,可以得到模態穩定的門檻值介于0.05-0.02之間。

來源: HyperWorks學習筆記

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