ansys制動盤靜態分析
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys制動盤靜態分析的視頻教程
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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制動盤的復模態分析（abaqus）
本課適合哪些人學習： 1，制動盤結構設計工程師 2，NVH工程師 3，CAE工程師 4，CAE愛好者 本課程主要講解制動盤復模態的分析方法，對分析過程進行詳細的講解，讓讀者能在最短時間內掌握制動盤復模態的分析
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ansys制動盤靜態分析的實例教程
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 1 背景介紹
在汽車制動過程中剎車盤和剎車片之間的摩擦會引起剎車盤劇烈而持續的振動，從而導致噪音。目前針對制動嘯叫的主要理論有：摩擦特性理論、自鎖-滑動理論、模態耦合理論、統一理論等。
制動噪音大致可以分為以下三類：
1 低頻噪音：出現頻率往往在1000Hz以下，聲音較為低沉，多為“咯嚓”聲；
2 低頻尖響：制動過程中發生尖叫，多在1000~6000Hz之間；
3 高頻尖響：頻率一般為7000Hz以上，多表現為“嘰嘰”聲。
本案例通過ANSYS APDL模態分析中的復模態分析，確定結構中的不穩定模態，不穩定模態的出現說明制動盤系統非穩定，可能出現制動噪聲。如果系統阻尼比為正，則在制動過程中振動能量將被耗散，振幅越來越小，系統區域穩定，不產生制動噪聲；如果系統阻尼比為負，制動過程中振幅不斷增大，振動能量不耗散反而不斷增大，出現自激勵振動現象，系統非穩定，可能出現制動噪聲。
展開 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，模型將統一發到各位的郵箱，謝謝！
ABAQUS中B31焊點創建：紅色圓圈處是為了創建的焊點（首先沿著B31單元的方向，在最近的殼單元上獲得一個投影點（projectpoint);然后在投影點與B31單元的節點之間通過一個剛性梁單元(rigidbeam)連接，從而將投影點的位移、力和力矩傳遞到B31單元的節點。）
幾種焊點分析對比：
展開 擅長領域：dyna/abaqus/hypermesh
專家檔案: http://www.yqgqt.org.cn/content/other/1586
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這是系列案例，后期將會有更多案例推出，歡迎大家關注并點贊～
1 前沿
摩擦制動器工作時，運動部件在運動過程中，由于接觸所產生的摩擦會使得摩擦副元件的溫度升高，而溫度升高對材料的性能參數有影響，對摩擦副的摩擦學特性也有重要的影響，會直接影響摩擦制動器的性能，所以對摩擦制動器元件溫度場的分析在制動器的設計中具有重要的意義。在傳統的摩擦表面溫度場分析中，大都簡單地假設摩擦熱產生于相互接觸的摩擦副表面，并且人為地預先將熱流分配于相互摩擦的摩擦副的表面上，同時，熱流在兩摩擦副之間的分配是隨時間而改變的。為了更好的研究制動器元件在工作過程中的溫度場的變化，采用著名的顯示動力學計算軟件ANSYS LS-DYNA對制動器進行熱固耦合分析。
LS-DYNA是國際著名的非線性動力分析軟件，是功能齊全的幾何非線性（大位移，大轉動和大應變），材料非線性和接觸非線性程序，LS-DYNA程序有二維和三維熱分析模塊，可以進行穩態或瞬態的熱分析，和熱固耦合分析，可以處理熱傳導，對流和輻射各種熱問題，在焊接，沖壓，鍛壓及碰撞過程中可方便的參考熱問題（如塑形能轉化為熱能的問題）及熱應力問題等。摩擦制動器在工作過程中不僅有制動盤的大位移非線性，而且有制動盤和摩擦片的接觸非線性，并且隨著摩擦產生的熱會使得制動盤和摩擦片溫度均大幅升高，使得其材料性能參數發生變化，涵蓋了幾何非線性，接觸非線性，材料非線性等眾多非線性因素，因此選擇LS-DYNA軟件對制動器的工作原理及溫度場進行仿真研究。
展開 剎車片的兩側耳朵處約束x和y方向位移（放開指向剎車盤方向的位移自由度）；
剎車片上施加大小為500的均布壓強（注意這個模型的單位制，質量是kg，長度單位是mm，算起來壓力單位應該是kPa。即0.5MPa）
第一個分析步，剎車片和剎車盤之間沒有摩擦力，只是為了讓它們之間建立接觸。
而第二個分析步，inp文件中使用了*CHANGEFRICTION關鍵字來改變摩擦系數，改為0.3。Abaqus/CAE界面中可以在相互作用中修改第二步的接觸屬性來實現：
下圖是第二個分析步定義的關鍵字。其實很簡潔沒有幾行。
這里有一個*MOTION, ROTATION命令，似乎是不能使用Abaqus/CAE界面來進行定義。和ANSYS里的那個CMROTATE命令作用比較類似，在這個分析中用于旋轉剎車盤產生摩擦力。
*MOTION, ROTATION ROTOR, 5.0, 0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,1.0
這個關鍵字的語法如下：
簡單來說，第一個5.0定義了旋轉速率5rad/s，后面分別定義了旋轉軸的a點和b點。
后面兩個分析步的定義關鍵字就更少了。在Abaqus中，想要提取包含摩擦阻尼的復特征值，需要先做自然頻率提取分析步，然后做復特征值提取分析步。
在CAE界面中，都屬于線性攝動分析步，一個是頻率，另一個是復數頻率。從下面截圖可以看到，靜力分析步后面只能接頻率分析步，復數頻率分析步需要跟在頻率分析步之后。
計算結果，可以看到第三步和第四步作為線性攝動分析，Abaqus給了它們1e-36，極小的分析步時間。
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概述
玩具無人機需要在現場承受各種載荷（如有效載荷、推力等）時保持結構完整性。仿真有助于檢查設計是否存在任何結構限制。在本例中，我們將研究無人機葉片在壓力載荷下的結構完整性。
目標
觀察無人機葉片在壓力載荷下的變形和應力。
步驟
1. 打開 Ansys Workbench，創建一個"靜態結構分析"系統。
2. 定義材料屬性。從本示例提供的 .xml
本教程包括 ARCAN 樣本的逐步靜態裂紋擴展分析。
步驟 1：概述
在復雜的飛機結構中，裂紋擴展很少以耐久性和損傷容限分析 (DADTA) 中假設的理想方式擴展。通常，施加的載荷并不垂直于裂紋成核特征和隨后的裂紋擴展。這種情況稱為混合型裂紋擴展，或更籠統地說，三維 (3D) 裂紋擴展。大多數 DADTA 僅假設 I 型載荷；因此，工程判斷用于估計理想模型中存在的誤差量
偏心軸承為缺乏負載反轉和足夠角速度的有問題的應用提供了替代設計方法。偏移系數起著重要作用，被分類為最小游隙與徑向游隙的比率。偏置軸承通常承受載荷，并且由于這些載荷作用在偏置軸承上，壓縮應力和彎曲應力將產生到偏置軸承中。在設計軸承時，分析安全操作的應力非常重要
基于Ansys WB耦合場瞬態模塊的熱-力耦合分析
1、引言
熱-力耦合分析根據其耦合的方式一般分為順序耦合和完全耦合；順序耦合是單向的，如已知溫度計算結構體的變形、應力、應變等；而完全耦合是雙向的，如剎車盤制動過程，盤片與摩擦片的摩擦生熱，熱又導致盤片變形，變形的盤片進一步影響盤片和摩擦片的接觸關系，又進一步的影響摩擦生熱，即力→熱→力→......熱力雙向耦合
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。
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
模型
簡單模型，一個圓盤，上下兩個對稱剎車片。材料選擇不銹鋼材料屬性。
靜力分析
第一步，摩擦接觸，設定剎車片與圓盤之間為摩擦接觸，摩擦系數0.3，behavior為Asymmetric。具體描述如下圖所示;
再插入命令流，獲取摩擦接觸的單元，生成制動盤上的目標單元組件，命令流：esel,s,type,,tid，其中tid為目標單元類型。
具體其中一組單元類型獲取方法
一。問題描述
首先我們通過完成如下工作來建立本實例的有限元模型，需要完成 的工作有：指定分析標題，定義單元類型，定義材料性能，建立結構幾何模型、進行網格 劃分等。根據本實例的結構特點，我們將首先建立代表盤和軸的兩個 1/4 圓環面，然后對 其進行網格劃分，得到有限元模型。
經過一系列設置后，得到的有限元模型如下：
求解 得到接觸單元上的壓力分布云圖 如下：
