制動盤冷卻
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-31
制動盤冷卻的視頻教程
* starccm+制動盤旋轉-冷卻仿真（主體更新完成）
系統審核，可能會延遲出現半天 插播一個廣告，本人計劃在明年春節后舉行線下電池包設計培訓。如果大家有需求，請關注我。培訓內容由面及點，進行重點挖掘。 培訓內容會根據需求反饋進行組合，培訓大綱計劃包括： （1）電池發熱功率的五種方法及比較（約2.5小時） （2）接觸熱阻理論及計算方法（約1.5小時） （3）電芯熱模型的校核（約1.5小時） （4）電池包熱阻模型（約2小時） （5）電池溫差介紹及溫差預測方法
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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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abaqus汽車剎車制動盤摩擦生熱
汽車剎車制動盤摩擦生熱基礎案例，該案例還是存在幾個技術注意點的，初學者基本不可能自己能摸索出來，雖然就是簡單的幾個操作，但是不知道確實憋死人。該計算容易出現收斂問題，幾個調收斂的注意點都說明了
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制動盤冷卻的實例教程
本周我們來聊聊剎車制動盤冷卻的CFD分析。
首先來了解一下汽車的剎車制動系統，一般制動方式可以分為鼓式制動和盤式制動。
鼓式制動是通過液壓裝置將剎車鼓內的剎車片往外推，使剎車片與剎車鼓之間形成摩擦產生制動效果。其特點是成本低，工作可靠，制動力大，但是散熱較差，抗熱衰退性較弱。目前主要應用在入門級車的后輪制動器，更多的是應用于商用車領域。盤式制動如下圖所示，通過卡鉗將剎車片壓緊制動盤，靠剎車片與制動盤之間的摩擦來實現制動。它的特點是成本較高，散熱好，抗熱衰退性強，制動效果好，目前乘用車基本采用的是這種盤式制動。
根據散熱性能要求的不同，盤式制動還可以分為普通的盤式制動，通風盤式制動和打孔通風盤式制動。普通盤式制動，即沒有通風結構，通常會布置在后制動器上。通風盤式制動，即在普通盤式制動基礎上增加了通風結構，散熱更好，是目前最常見的制動盤形式。而對于一些高性能的跑車，在通風盤基礎上還會增加很多通風孔，進一步提高它的冷卻效果。
保時捷911上的打孔通風制動盤
說完結構原理和分類，我們就要談談什么是制動器的熱衰退性。簡單一些來說，就是溫度升高后制動摩擦副的摩擦系數會降低，制動性能會下降。所以如果一個制動系統的散熱比較好，長時間制動后摩擦副的溫度也不高，那么我們就說這個制動器的抗熱衰退性能較好。
為了提高制動系統的抗熱衰退性，就需要對制動盤進行散熱，有研究表明，制動盤冷卻過程中，有90%的熱量是通過熱對流形式的帶走的，通過熱輻射帶走的熱量則不到10%。因此對制動盤進行合理的設計，組織制動盤周圍氣流，加強其對流散熱能力，是提高制動器制動性能的重要方法。
展開 制動盤采用中性軸算法進行網格劃分。
求解器：
隱式溫度-位移耦合；打開幾何非線性開關
三種情況下打開非線性開關：幾何非線性（大變形）；材料非線性（非線性材料）；邊界非線性/狀態非線性（接觸）。
最大增量步數：1000；最大溫度變化范圍：10℃。
連接關系構建：
定義切向接觸的摩擦系數：0.1；法向接觸默認硬接觸；摩擦生熱的轉換系數默認為1。
主從面接觸選擇原則：主面選擇大面，從面選擇小面。
接觸狀態為正接觸。
約束：創建一個中心參考點并與制動盤的內孔面創建coupling耦合約束以此來實現后續制動盤轉動的定義。
邊界條件設定：
1.位移邊界條件：制動盤的轉動
2.載荷邊界條件：制動片對制動盤的壓力
3.預定義邊界條件：制動片與制動盤的初始溫度的設定
制動盤的溫度云圖
制動片的溫度云圖
下一帖預告：軋制/旋壓仿真。
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。
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 3.5 interface設置
由于是多個域組成，因此需要通過interface將各個區域連接起來，具體設置如下圖：
3.6 動網格設置
本案例最重要的便是動網格的設置，增加了固體域的動網格設置，具體設置如下圖：
熱通量設置如下：
3.7 初始化設置
首先進行標準初始化設置，具體設置如下圖：
3.8 計算設置
此處進行的計算設置如下：
4 后處理結果
4.1 后處理結果
對制動過程的云圖進行初步繪制，截面速度云圖如下所示：
制動過程中的制動盤溫度云圖動畫結果如下所示 ： 制 動過程中的制動盤溫度（邊界值）動畫結果如下所示：
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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
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
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
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
Abaqus以制動盤轉動為例的力熱耦合分析-01-15.pdf
模型簡單，自行在ABAQUS中進行建模。
材料參數定義：密度：2700kg/m³；楊氏模量：69GPa; 線膨脹系數：2.39e-5；
傳熱系數：150W（m·k）； 比熱容：900J/（kg·K）。
網格及裝配結果：
網格的單元類型為C3D8T即溫度-位移耦合。
制動盤采用中性軸算法進行網格劃分。
下面就介紹下CFD仿真在制動盤冷卻中的應用。
根據分析目的的不同，有以下幾種分析類型：
（1） 對于制動盤結構的設計，可以僅對制動盤進行分析，模擬制動盤測試臺架上的測試過程。
幫指導abaqus仿真磨損相關問題，有償
講完了APDL Showcase1的剎車盤制動嘯叫分析后，我在達索的SIMULIA User Assistance里搜索Brake squeal，也找到了非常類似的案例。在此一并分享出來供大家學習對比。
Abaqus的案例和ANSYS類似，也分為比較簡單的驗證案例和相對復雜的技術展示案例兩類。分別位于三個目錄下：
Abaqus/Benchmarks. 這里放著一些標準測試案例
本案例目的在于如何在ABAQUS中實現剎車盤制動熱應力簡單仿真分析，類似的案例在技術鄰中有不少，寫這個帖子的目的在于討論整個仿真過程中遇到的問題以及如何去解決。本案例的幾個難點：材料參數的設置，約束和加載，接觸的定義。在這里重點討論接觸的定義，以及在接觸設置中存在的問題。
本案例的討論將持續完善！對本案例感興趣的朋友，麻煩點個贊，并在下方留下你的郵箱，集滿40個贊
