汽車剎車片ansys分析的案例
基于ANSYS的剎車片環(huán)保材料分析研究
Brakepad modelling in ANSYS
6 Brakepad modelling in ANSYS
基于ANSYS的剎車片建模
對于全地形車，[121]。假設四輪車中卡鉗活塞施加在制動片上的壓力為 1 MPa，因為制動液被視為壓力。這里，分析僅基于靜態(tài)條件下的結(jié)構(gòu)分析，但也可以評估隨時間變化的瞬態(tài)條件。在該模擬方法中，總變形、等效（Von-Mises）應力和最大主應力是在 1 s 內(nèi)液壓 P 恒定為 1 MPa（施加拖曳制動）的假設下計算的。通過在邊界條件內(nèi)應用不同材料質(zhì)量的剎車片及其特性。該零件的網(wǎng)格劃分使用四面體圖案和緊密網(wǎng)格，以產(chǎn)生最準確的結(jié)果。
圖4描述了當壓力僅施加到墊的一側(cè)時當前模型的邊界條件。邊緣處的焊盤在除法線方向外的所有自由度上都被固定，并且盤在所有方向上都被牢固地固定。為了與光盤表面接觸，墊上下移動。實心盤式轉(zhuǎn)子模型和鉆孔盤式轉(zhuǎn)子模型的設置在ANSYS 19.3中的整個過程中是相同的，并且可以一個接一個地完成盤式轉(zhuǎn)子模型[122]。這是因為我們的目標是確定不同的盤式轉(zhuǎn)子表面設計在摩擦接觸期間如何影響剎車片。使用了指定的材料特性。對于模擬，僅允許通過盤式轉(zhuǎn)子使用一個剎車片。材料特性。接觸設置設置為墊和盤之間的摩擦接觸。然后，將盤式轉(zhuǎn)子模型的表面設置為目標表面，將制動襯塊模型的前表面設置為接觸表面，并根據(jù)為制動襯塊模型選擇的材料應用摩擦系數(shù)。然后生成網(wǎng)格模塊。然后將操作時間設置為一秒，并在朝向盤式轉(zhuǎn)子模型的方向上向剎車片施加 0.2mm 的位移。
展開 基于Ansys WB耦合場瞬態(tài)模塊的熱-力耦合分析（案例：剎車盤）
3.2接觸條件設置
圖5 接觸設置
利用運動副中的回轉(zhuǎn)條件來約束剎車盤轉(zhuǎn)動，這里需要注意的是：參考坐標系的Z軸必須為旋轉(zhuǎn)軸，以便后續(xù)的轉(zhuǎn)動副荷載的施加（轉(zhuǎn)動副荷載施加的默認方向為繞Z軸的旋轉(zhuǎn)），剎車盤與摩擦片為摩擦接觸，摩擦系數(shù)設置為0.35。
3.3 約束與加載設置
目前，大多數(shù)的網(wǎng)上教程主要有先壓后轉(zhuǎn)和先轉(zhuǎn)后壓，由于沒有考慮汽車慣性力矩的影響，無法很好的還原真實的制動過程，本文通過剎車盤轉(zhuǎn)速的變化來仿真制動過程，因此可以建立3個分析步，分析步1：剎車盤從靜止旋轉(zhuǎn)到指定轉(zhuǎn)速；分析步2：對摩擦片加壓，同時剎車盤轉(zhuǎn)速下降；分析步3：摩擦片加壓完畢后，剎車盤轉(zhuǎn)速持續(xù)下降的過程。本文模擬汽車從120km/h制動到60km/h，車輪尺寸為R17，計算可得120km/h時，輪胎轉(zhuǎn)速為480rpm，60km/h時為240rpm。假設，摩擦片施壓時間為0.2s，整個制動時間為0.6s。由于不考慮剎車盤從靜止旋轉(zhuǎn)到480rpm的過程，同時保證模型的收斂，假設剎車盤從靜止旋轉(zhuǎn)到480rpm所用時間為0.4s，因此整個分析過程為1s。該過程可采用旋轉(zhuǎn)副荷載中的旋轉(zhuǎn)速度進行設置。
圖6 剎車盤轉(zhuǎn)速變化設置
圖7 摩擦片約束（x方向為施壓方向）
摩擦片在整過程中只有一個方向的運動自由度，因此可以利用遠程位移對摩擦片進行約束，如圖7所示。由于分析步1中，在摩擦片x方向并未施加任何力與位移條件，處于“懸空”狀態(tài)，為保證收斂，在分析設置中打開“弱彈簧”選項。兩個摩擦片壓力歷程曲線如圖8所示.
展開 ANSYS Workbench 圓盤S型應變片式電阻壓力傳感器結(jié)構(gòu)設計及有限元分析
第四章 圓盤S型應變片式電阻壓力傳感器的有限元分析
4.3 圓盤S型應變片式電阻壓力傳感器有限元計算
4.3.1模型導入
本文對圓盤S型應變片式電阻壓力傳感器的結(jié)構(gòu)設計為簡化設計，忽略對結(jié)構(gòu)靜力學分析影響較小的倒角邊緣和其他結(jié)構(gòu)，利用Pro/E軟件建立分析對象的三維模型，并對模型進行結(jié)構(gòu)簡化，模型創(chuàng)建完畢后保存X-T格式副本幾何文件導入ANSYS Workbench中，選擇有限元軟件ANSYS Workbench靜力學分析模塊Static Structural，雙擊后會在Project Schematic出現(xiàn)一個簡化模塊，可以重命名編輯，如圖4-1所示。
圖4-1 ANSYS Workbench靜力學分析模塊
在靜力學模塊中A2單元依據(jù)設計采用的材料，在Engineering Data中設置材料屬性，常見材料屬性包括彈性模量、泊松比、密度等，另外也可以設置環(huán)境、溫度等其他信息。雙擊A2單元如圖4-2所示。
圖4-2 設置材料參數(shù)
設置完成工程數(shù)據(jù)后，利用ANSYS Workbench和三維設計軟件之間良好的兼容性，右擊A3單元從Geometry中將Pro/E中保存的X-T幾何文件導入ANSYS Workbench中，點擊Generate生成后的模型如圖4-3所示。
圖4-3 圓盤S型應變片式電阻壓力傳感器彈性體三維模型
4.3.2設置材料屬性
圖4-4 彈性體材料屬性定義
圓盤S型應變片式電阻壓力傳感器彈性體常用材料有合金鋼40Cr，35CrMnSiA，50CrVA，硬鋁LY12及超硬鋁LC4 等，本文選用40Cr，其基本力學性能參數(shù)為40Cr：彈性模量，泊松比μ=0.3，密度 。根據(jù)上節(jié)所設置的材料屬性，將材料屬性分別賦予不同的零件，如圖4-4所示。
展開 基于ANSYS的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)拓撲優(yōu)化仿真分析
實驗方案設計：以汽車轉(zhuǎn)向節(jié)在工作狀態(tài)下所承受的力和力矩為實驗參數(shù)，通過對實驗樣品施加不同方向、大小的力和力矩，來模擬汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的工作狀態(tài)。
實驗數(shù)據(jù)記錄：記錄實驗參數(shù)設置和實驗過程中的數(shù)據(jù)，包括實驗樣品的變形情況、應變情況、應力情況等。
數(shù)據(jù)處理和分析：將實驗數(shù)據(jù)進行處理和分析，比較實驗結(jié)果和仿真結(jié)果的差異，并對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計學分析和可靠性分析。
實驗樣品：
根據(jù)最優(yōu)的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)拓撲結(jié)構(gòu)，制備出實驗樣品，樣品尺寸為50mm×50mm×30mm。樣品材料為鋁合金，彈性模量為70GPa，泊松比為0.33，屈服強度為250MPa。
實驗參數(shù)設置：
在實驗中，采用單向壓縮載荷方式，通過壓力機施加不同大小的壓力，來模擬轉(zhuǎn)向節(jié)在工作狀態(tài)下所承受的力和力矩。實驗參數(shù)設置如下：
壓力大小：50N、100N、150N、200N。
受力方向：豎直方向。
壓力速率：2mm/min。
實驗次數(shù)：3次。
實驗數(shù)據(jù)記錄：
實驗過程中，采用應變計和應力計等儀器來記錄實驗數(shù)據(jù)，記錄的數(shù)據(jù)包括實驗樣品的變形情況、應變情況、應力情況等。實驗數(shù)據(jù)如下表1。
數(shù)據(jù)處理和分析：
通過對實驗數(shù)據(jù)的處理和分析，可以得到實驗樣品在不同壓力下的變形量、應變量和應力量。將實驗結(jié)果和基于ANSYS的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)拓撲優(yōu)化仿真分析的結(jié)果進行比較，可以得到以下結(jié)論：
表1
在實驗中，實驗樣品的變形量、應變量和應力量均隨著壓力大小的增加而增加，與仿真結(jié)果相符合。這說明所建立的多目標拓撲優(yōu)化目標函數(shù)確實能夠使得得到的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)拓撲結(jié)構(gòu)在工藝約束下具有較好的強度和剛度性能，可以滿足汽車轉(zhuǎn)向節(jié)在工作狀態(tài)下的要求。同時，實驗結(jié)果也驗證了基于ANSYS的仿真分析的可靠性和準確性。
展開 
【Ansys線上直播回看】Ansys Sherlock在汽車電子可靠性分析中的應用
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展開 ANSYS官方定制禮免費大放送丨報名ANSYS汽車無人駕駛仿真分析系列直播課
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或者進行報名：http://event.31huiyi.com/1727638346/index?c=jishulink
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Ansys SPEOS汽車抬頭顯示器（HUD）的設計與分析
HUD光學分析
Ansys SPEOS HUD光學分析是一種自動化功能，用戶只需要輸入PGU、反射器、擋風玻璃或者Combiner屏幕，就可以對汽車抬頭顯示器虛擬圖像的質(zhì)量進行鑒定。可以在幾分鐘而不是幾天內(nèi)，快速提供一流的HUD反射器形狀設計，并進行設計和性能分析。
該功能方便了相關內(nèi)部部門（負責HMI電氣、封裝、安裝玻璃和GD&T的部門)之間的溝通，方便了客戶和供應商之間的溝通。為力學和光學提供了統(tǒng)一的數(shù)字化樣機經(jīng)驗，提升了全球?qū)用娴膮f(xié)作。
圖7 HUD圖像質(zhì)量分析
自動化分析易于執(zhí)行：這種智能嵌入式軟件無需用戶掌握光學專業(yè)的知識。它提供了描述系統(tǒng)性能的光學衡量指標，包括圖像失真、圖像清晰度、重像和視差。該分析還能提供直觀的可視化效果，以便更好地理解先進的光學和視覺概念。分析報告可以基于汽車標準，也可以根據(jù)特定汽車制造商的光學衡量指標定義和驗收標準定制。
此外，SPEOS HUD光學分析能夠分析具有基于三維NURBS或測量網(wǎng)格表面的幾何定義的HUD的性能。您可以執(zhí)行抬頭顯示器的逆向工程來評估已經(jīng)制造出來的擋風玻璃的性能，以提出校正畸變設計變更方案。
可視化HUD外殼材質(zhì)對投影圖像的影響。通過改變外殼材質(zhì)，可消除左側(cè)圖片上可見的明顯的雜散光，如右圖所示。左右圖對比表明，即使在掠射角下，也能保證極低反射率。
最后，分析功能可以生成彎曲變形數(shù)據(jù)，以對預失真圖像校正進行反饋。也可以導入彎曲變形信息。在這兩種情況下，通過仿真車輛嵌入式軟件的變形過程來計算光學衡量指標，以反映整個HUD系統(tǒng)的光學性能。
CNC兼容性
SPEOS HUD Design & Analysis與計算機數(shù)控(CNC)加工兼容。用戶可以直接將有關SPEOS生成的光學表面的信息導出為多項式系數(shù)。
展開 新能源汽車強度、耐久分析與Ansys創(chuàng)新解決方案
結(jié)構(gòu)強度
一站式短纖維復合材料仿真流程
對標后的材料數(shù)據(jù) + 映射后的注塑信息
Ansys復合材料解決方案
· 完整的復合材料解決方案
-Ansys Composite Pre/Post (ACP)用于精確的復合材料建模和評估
-Ansys Material Designer用于復合組成尺度的材料系統(tǒng)探索
-Ansys Composite Curing Simulation (ACCS)用于復合材料制造模擬
-Ansys Granta用于材料選擇、數(shù)據(jù)管理
· Workbench內(nèi)的集成工作流程
· 能夠探索關鍵的復合材料套筒設計參數(shù):
-纖維預緊力
-材料特性：纖維/基體剛度特性、纖維體積分數(shù)
-套筒：層數(shù)厚度/層數(shù)
Ansys復合材料解決方案的功能
Ansys ACP與其他工具的交互
疲勞耐久
焊縫網(wǎng)格劃分：熱影響區(qū)組集
焊接疲勞分析實例
粘接接頭疲勞分析
連接管理：點焊/粘接
展開 ANSYS SPEOS在汽車尾燈方面的模擬與分析
ANSYS官方將特別推出一系列ANSYS網(wǎng)絡研討會，不僅包含ANSYS 2019 R3 新版本功能介紹，同時也包括最新的行業(yè)熱點解決方案，ANSYS將與各位深入探討行業(yè)熱點趨勢，諸如無人駕駛、PCB結(jié)構(gòu)可靠性、天線設計、數(shù)字孿生等等。
報名本系列課程，聯(lián)系微信客服jishulink555，可免費贏取ANSYS官方定制真空保溫杯、小夜燈、餐具套裝、手機支架、話費等精美紀念品！此外，在此系列網(wǎng)絡研討會結(jié)束后，ANSYS將官方抽取1名幸運者，TA將獲得華為最新發(fā)布的Mate 30 1臺（報名多場幾率疊加）！
本期研討會：《ANSYS SPEOS在汽車尾燈方面的模擬與分析》將于1月22日 20:00-21:00舉辦。
直播主題
ANSYS SPEOS在汽車尾燈方面的模擬與分析
日期/時間
2020年1月22日
20:00 – 21:00
課程受眾
汽車燈具設計領域人士
講師簡介
孫鴻燁，ANSYS OPTIS應用工程師
2014年加入OPTIS至今，負責ANSYS SPEOS光學仿真軟件，為客戶提供整車內(nèi)飾光學仿真驗證以及汽車外部照明模擬分析等。多次參與汽車，航空人機工效分析項目。
課程簡介
汽車燈具設計是一門結(jié)合光學設計、機械設計、熱學設計和電學設計（LED光源的應用）的綜合應用設計學科。
展開 基于Ansys的汽車氣動噪聲數(shù)值仿真分析實例
根據(jù)經(jīng)驗，流場仿真計算所取的計算域到達一定的大小時，汽車的流場就不再受計算域大小的限制。假設汽車模型長為L，寬為W，高為H，則計算域的取法為汽車前部取3L，側(cè)面取4W，上部取5H，汽車后部取7L。
為了解決汽車求解域大，網(wǎng)格數(shù)目多的難點，按照離車身的距離不同，網(wǎng)格的大小也不同。離車身近的區(qū)域網(wǎng)格劃分比較密，使之能夠清楚的表現(xiàn)車身表面附近的細致情況；而遠離車身的區(qū)域，網(wǎng)格可以適當?shù)南∈瑁詼p少網(wǎng)格的數(shù)量，節(jié)約計算時間。最終網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖1所示，網(wǎng)格數(shù)1369839。
圖1 網(wǎng)格劃分結(jié)果
入口邊界：入口邊界為速度邊界。
出口邊界：出口邊界為壓力邊界。
地面邊界：假設汽車行駛的工況，在靜止的空氣中（無風條件下）、平直的路面上等速直線運動。這樣汽車與地面，汽車與空氣的相對速度均為汽車行駛速度。這種工況在計算機上進行模擬，通常用均勻氣流流過汽車模型來模擬行駛的汽車相對于靜止的空氣運動，顯然這導致了附面層問題：運動的氣流在靜止的地面會產(chǎn)生附面層。而實際汽車行駛時，地面附面層是不存在的，只存在車身表面的附面層。為了消除在計算機模擬中的地面附面層的影響，在計算模擬時采用了移動壁面邊界的做法。
縱向?qū)ΨQ面：對稱邊界。
頂面和側(cè)面：靜止壁面邊界條件。
計算結(jié)果與分析
由于車速超過100km/h，氣動噪聲比較明顯，所以我們選擇車速100km/h和140km/h作對比。
展開 
基于ANSYS Workbench的汽車盤式制動器性能分析 ￥15
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(shù)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：
Esel,s,type,,tid
Cm,c1_r,elem
具體命令流見圖所示;
下來靜力分析，默認時間步為1，選擇自動時間步，最小10步，最大30步，打開幾何大變形。描述如下圖所示：
打開重啟動，選擇Manual，載荷步和子步均選擇ALL，非線性控制選擇，牛頓-辛普森算法選擇Unsymmetric算法，即非對稱算法。
施加圓盤內(nèi)部圓的固定約束，fix displacement。剎車片約束X和Y方向位移。
兩個剎車片施加Z即即面壓力，壓力載荷1Mpa。具體載荷約束情況下圖所示：
模態(tài)分析結(jié)果
將靜力分析結(jié)果輸入到模態(tài)分析系統(tǒng)，選擇靜力分析的Solution單元，右鍵選擇Transfer Data To New-Modal，模態(tài)分析設置默認Pre-Stress，表示從靜力分析的最后載荷步和子步重啟進行擾動分析。求解30階模態(tài)，求解方法選擇unsymmetric方法。
具體流程見附件word文檔，模型為2022R2版本，需要解壓。里面網(wǎng)格劃分，求解文件都已清空，需要重新計算。
展開 8/11 Ansys Sherlock在汽車電子可靠性分析中的應用
Ansys Sherlock在汽車電子可靠性分析中的應用
培訓內(nèi)容
隨著汽車電子行業(yè)發(fā)展對產(chǎn)品性能的要求逐步提升，可靠性問題也越來越突出。如何能及早的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題是研發(fā)工程師的重中之重，Ansys Sherlock的推出和逐漸廣泛應用，通過利用其獨特的方法，可以滿足用戶工程化高可靠性產(chǎn)品的要求，進而縮短研發(fā)周期，降低企業(yè)成本。
課程對象
可靠性工程師、研發(fā)工程師、質(zhì)量工程師
培訓時間
8月11日16：00
主講講師簡介
任劍輝
現(xiàn)在任職于上海佳研實業(yè)有限公司。在電子行業(yè)內(nèi)有10年AE工作經(jīng)驗，主要負責Ansys Sherlock產(chǎn)品在國內(nèi)的技術支持和服務工作。
費用：免費
點擊圖片或點擊鏈接報名：http://event.31huiyi.com/1900567604/index?c=jishulink
展開 車燈仿真專題 | 基于ANSYS HFSS的CISPER25汽車前照燈PCB傳導輻射仿真分析
隨著電池續(xù)航里程增加、驅(qū)動和控制系統(tǒng)性能提升，電動汽車已成為汽車行業(yè)發(fā)展的新趨勢。汽車前照燈集成了（Headlamp）的指示燈包含了近光燈、遠光燈、轉(zhuǎn)向燈、霧燈等基礎指示，此外還包含了LR+CR激光雷達、LR雷達、SR雷達、HDR攝像頭、FIR熱成像相頭等功能器件，這樣使得燈組件電子系統(tǒng)更加復雜，多塊PCB、散熱器、底座、線束的排列布置結(jié)構(gòu)，帶來了嚴重的電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）問題，一方面影響其他敏感器件的正常工作，另一方面會影響電動汽車的安全穩(wěn)定行駛！本節(jié)我們在ANSYS HFSS 2023R1中模擬CISPR25汽車前照燈PCB電源回線遠端接地的測試環(huán)境，將獲得整塊PCB的傳導發(fā)射（CE）對標標準，發(fā)現(xiàn)部分頻點超標后，給出改善措施最終通過測試標準。
一、模型導入
如下圖所示為汽車前照燈組價的示意圖，我們將抽取他們的PCB進行模擬仿真。
對照上圖的實際環(huán)境搭建在ANSYS HFSS中搭建仿真模型模型具體包括以下三個部分：待測PCB，4 cable連接器，以及CISPR25測試環(huán)境（LISN網(wǎng)絡、測試線纜等）。
打開Ansys Electronics Desktop 2023，Insert Design選擇HFSS,然后命名工程名字為Cisper25_CE，依次導入以上三部分模型。
二、模型材料賦值以及邊界設置
2.1 PCB和線纜設置為copper，LISN設置為AL，選中物體在Properties中的Material先選擇Edit然后選擇材料為所需材料。
2.2 底部等大小的長方形作為參考地，命名為GND，設置邊界條件為Perfect E即理想導體邊界。
展開 Ansys Speos 汽車照明太陽聚焦光學仿真分析，車燈設計方案講解（7月22日直播）
Ansys Speos 是 Ansys 公司推出的一款功能強大的光學仿真軟件。主要用于光學設計、環(huán)境與視覺模擬、成像仿真等領域。該工具可對汽車內(nèi)外飾燈具等光學結(jié)構(gòu)進行快速參數(shù)化設計和修改；可定性/定量進行燈具的配光分析、法律法規(guī)驗證、照度模擬分析等；能通過數(shù)字化建模為攝像頭、激光雷達傳感器等提供測試環(huán)境；還可進行HUD光路設計，優(yōu)化反射鏡和組合器的光學形狀。
7月22日，Ansys官方研討會『Speos 汽車照明太陽聚焦光學仿真分析』對汽車照明太陽聚焦光學進行仿真分析，感興趣的下滑預約學習??
時間：7月22日（星期二），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：汽車車燈對于行車安全至關重要，隨著汽車頭燈模組的廣泛應用，使頭燈更具科技和美觀的同時，太陽光通過透鏡聚焦在裝飾件上的灼燒問題同樣不可忽視。當聚焦的太陽光溫度過高，輕則會影響頭燈裝飾件變形，重則會牽連整車電路，引發(fā)安全性問題。如何在設計前期，快速定位太陽聚焦問題，預判太陽光灼燒區(qū)域至關重要。Speos工具可以進行詳細的光學仿真預測，能夠在短時間內(nèi)快速計算全天候陽光在燈具內(nèi)部的聚焦情況，定位灼燒區(qū)域，輸出熱點能量，為產(chǎn)品設計提供優(yōu)化方向，降低設計風險。
講師：
劉洋 | Ansys高級應用工程師
負責Ansys Speos光學仿真產(chǎn)品，為汽車客戶提供光學解決方案、咨詢和技術支持工作。在汽車照明設計、駕駛艙內(nèi)飾人機工效分析、光學系統(tǒng)成像領域有豐富設計仿真經(jīng)驗。
形式：線上
費用：免費
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技術鄰簡介：
技術鄰專注于工科技術社區(qū)，從最早的CAE技術社區(qū)（中國CAE聯(lián)盟）發(fā)展而來，在CAE領域有20年的教學和咨詢服務經(jīng)驗。
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