制動仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2022-08-15
制動仿真的視頻教程
abaqus制動器剎車仿真
某款制動器hypemesh聯合abques制動器剎車仿真,由于這個abques的模型比較大,有1G多，所以想要數模的同學可以找我下載，我建立個百度云
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ANSYS仿真含螺栓的制動盤熱機耦合
演示了ANSYS分析含螺栓的制動盤熱機耦合分析方法，包括順序耦合和直接耦合，同時還包含了傳熱的接觸設置、螺栓預緊力施加、對稱約束、局部坐標系等設置。
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基于Workbench的汽車剎車制動盤摩擦生熱問題的仿真
摩擦制動器工作時，剎車盤在摩擦力作用下停止運動，然而靠摩擦產生的熱量使摩擦片溫度升高，影響其使用性能，本視頻基于ANSYS Workbench軟件對該實例進行模擬。 本視頻分析模塊采用瞬態動力學求解模塊，建立模型，材料設定，單元設定，劃分網格，設置邊界條件，求解，查看結果。 注：本實例僅僅為仿真方法，由于參數未知顧各種參數均為假設。
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制動仿真的實例教程
本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、滑移網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。上一節已經展開了動網格制動盤散熱過程的教學，因此本節展開滑移網格的耦合教學。
1 workbench 設置
本案例分為三個模塊，其中分別是滑移網格運動區域，固體結構和外部靜止域。
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
與Fluent 動網格+高鐵制動盤制動過程仿真(一)一致，因此不做過多闡述：
固體域區域需要注意，各部分命名如下圖：
2.2 網格設置
采用Fluent meshing進行網格劃分，增加固體域網格劃分，不做過多闡述：
3 FLUENT 設置
3.1 General設置與網格導入
首先導入網格，由于是三部分網格，因此需要通過附加case的方式，將其余兩部分網格導入，然后勾選穩態計算，具體設置如下圖所示。
展開 4 不同制動參數的制動鼓瞬態溫度場分析
4.1 不同制動強度的制動鼓溫升仿真
為研究制動強度的影響，需保證有較高的初始速度。因此確定初始速度和末速度分別為v1=20m/s，v2=8m/s，選取不同的減速度a=2m/s2， a=4m/s2，單次制動周期為T=30s，其他各參數與九次連續制動仿真實驗相同，制動鼓內測試點溫升變化規律如圖9-10 所示。
在相同的初始速度和末速度下，制動強度越大，即制動減速度的絕對值越大，制動鼓內所能達到的最高溫度也就越高，這是因為制動鼓與制動蹄的接觸壓力不同導致的，接觸壓力增大，制動減速度越大，產生的摩擦熱量也就越多。
圖 9 a=2 m/s2 時測試點溫升曲線
圖10 a=4 m/s2 時測試點溫升曲線
4.2 不同初始車速的制動鼓溫升仿真
設定制動減速度 a=2m/s2、制動時間t=5s，加速到初始速度時間為25s，單次制動周期T=30s，v1=15m/s，v1=25m/s 的兩種情況下進行計算，其他各參數與九次連續制動仿真實驗相同，制動鼓內測試點溫升變化規律如圖11-12 所示。
圖 11 v=15m/s 時測試點溫升曲線
圖12 v=25m/s 時測試點溫升曲線
初始速度越高，最高溫度越高。在減速度相同時，不同初速度車輪的轉速也不同，初速度越高，制動鼓與制動蹄之間摩擦的圈數也就越多，所以摩擦產生的熱量也就越多，其最高溫度就越高。
4.3 不同制動頻次的制動鼓溫升仿真
選擇在 150s 內連續制動1 次、2 次，3 次三種工況作對比，其中制動初速度v1=25m/s，制動末速度v2=12 m/s，其他各參數與九次連續制動仿真實驗相同。制動鼓內測試點溫升變化規律如圖13-15所示。
展開 本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、動網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。上一節已經展開了制動過程的教學，因此本節展開熱仿真的耦合教學。
1 workbench 設置
與 Fluent 動網格+高鐵制動盤制動過程仿真(一) 相比，增加了一個模塊，是用來劃分固體域網格。
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
與 Fluent 動網格+高鐵制動盤制動過程仿真(一) 一致，因此不做過多闡述：
固體域區域需要注意，各部分命名如下圖：
2.2 網格設置
采用Fluent meshing進行網格劃分，增加固體域網格劃分，不做過多闡述：
采用 Fluent meshing 進行網格劃分，層鋪區域采用四面體網格劃分。具體的網格劃分如下圖所示：
網格劃分情況可以參考 Fluent meshing 層鋪動網格劃分教程（一）
3 FLUENT 設置
3.1 General設置與網格導入
首先導入網格，由于是三部分網格，因此需要通過附加case的方式，將其余兩部分網格導入，然后勾選穩態計算，具體設置如下圖所示。
展開 本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、動網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。因此在設計本案例的教學推文時，本節僅對制動盤的制動過程進行仿真計算教學。待大家掌握動網格、滑移網格兩種制動過程的仿真之后，再分別展開熱仿真的耦合教學。本案例采用800mm的車輪，600mm的制動盤，以100m/s的速度、5m/s^2的制動加速度為計算工況，展開了相對應的制動過程仿真計算。
1 workbench 設置
本案例具體設置如下圖，由于幾何較為復雜，因此首先在a中對車輪與制動盤進行了建模，然后分別劃分平移運動區域、旋轉運動區域和靜止域。
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
本案例幾何結構比較復雜，首先是制動盤區域，具體的幾何結構如下圖所示，作為旋轉域，給予1000mm的圓柱體 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示：
其次是平移區域。幾何結構如下圖所示，該部分比較簡單，主要是用于制動過程的模擬 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示：
靜止域幾何結構如下圖所示，為長方體流體域 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示：
2.2 網格設置
采用 Fluent meshing 進行網格劃分，除去層鋪區域，其他區域采用多面體網格劃分。
展開 本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、滑移網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。上一節已經展開了動網格制動盤散熱過程的教學，因此本節展開滑移網格的耦合教學。
1 workbench 設置
本案例分為三個模塊，其中分別是滑移網格運動區域，固體結構和外部靜止域。
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
與 Fluent 動網格+高鐵制動盤制動過程仿真(一) 一致，因此不做過多闡述：
固體域區域需要注意，各部分命名如下圖：
2.2 網格設置
采用Fluent meshing進行網格劃分，增加固體域網格劃分，不做過多闡述：
3 FLUENT 設置
3.1 General設置與網格導入
首先導入網格，由于是三部分網格，因此需要通過附加case的方式，將其余兩部分網格導入，然后勾選穩態計算，具體設置如下圖所示。
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2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
與 Fluent 動網格+高鐵制動盤制動過程仿真(一) 一致，因此不做過多闡述：
固體域區域需要注意，各部分命名如下圖：
案例三：剎車系統制動尖叫問題仿真（固體振動 + 聲流體耦合）
1) 問題特點：剎車盤與剎車片接觸振動（固體非線性振動），同時振動通過空氣（流體）傳播產生噪聲，屬于結構振動與聲流體的強非線性耦合；
2) 理論解析：講解復模態 CEA（復特征值分析）與瞬態 TDA（瞬態動力學分析）的結合方法，如何識別制動尖叫的共振頻率（非線性振動特性），以及聲固耦合的聲學邊界條件理論；
3) 實操演示：從剎車系統的裝配體建模
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與 Fluent 動網格+高鐵制動盤制動過程仿真(一) 相比，增加了一個模塊，是用來劃分固體域網格。
因此在設計本案例的教學推文時，本節僅對制動盤的制動過程進行仿真計算教學。待大家掌握動網格、滑移網格兩種制動過程的仿真之后，再分別展開熱仿真的耦合教學。本案例采用800mm的車輪，600mm的制動盤，以100m/s的速度、5m/s^2的制動加速度為計算工況，展開了相對應的制動過程仿真計算。
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
與Fluent 動網格+高鐵制動盤制動過程仿真(一)一致，因此不做過多闡述：
固體域區域需要注意，各部分命名如下圖：
2.2 網格設置
采用Fluent meshing進行網格劃分，增加固體域網格劃分，不做過多闡述：
3 FLUENT 設置
3.1 General設置與網格導入
本案例為CAE文件，通過設置連接器模擬制動器的復位彈簧，通過剎車片的擴張與車輪剎車盤接觸，實現車輪的制動過程，通過本案例您可以學會彈簧連接器的使用，多部件運動關系和運動接觸的設置。
輪軌制動防滑是一種用于鐵路列車的制動系統，旨在防止列車在制動時產生滑輪。這種制動系統的目的是保持列車的平穩行駛和安全停車。輪軌制動防滑系統使用輪軌摩擦來實現列車的制動，其中輪軌之間利用適當的力使摩擦發揮作用。該系統使用傳感器監測輪軌之間的摩擦情況，以確保列車保持在安全的制動范圍內。當列車需要制動時，制動系統根據列車的速度和其他參數，計算出適當的制動力。然后，制動力通過制動器傳遞到輪軌之間，產生制動摩擦
本案例建立了一盤式制動器和墊片模型，基于COMSOL軟件的熱場分析模塊，模擬仿真得到制動器剎車制動過程時的熱量產生過程以及制動器的溫度場分布，仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
作者及單位
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Ansys電梯安全鉗制動過程強度仿真計算
仿真假設制動系統可以提供所需的制動力矩。
所需制動扭矩的峰值為:在55mph時，前橋扭矩是12,000 Nm；平衡驅動橋的扭矩是20,000 Nm，拖車平衡橋的扭矩是14,600 Nm。目前，盤式和鼓式制動器可以滿足這些扭矩要求。
結果與收益
仿真顯示了提議的控制系統，在不到4s的時間內就可以使整車停止，制動距離為54米。
