剎車熱衰減的案例
剎車熱衰減是什么？
通俗的講，一切高溫影響的機械性能下降就可以被稱為熱衰減。對于制動系統(tǒng)而言，熱衰減現(xiàn)象就是在連續(xù)、高強度的制動后，制動鼓、制動盤等部件由于溫度過高，超過了最佳制動效果區(qū)域，造成制動效果衰退的情況。反映到實際駕駛體驗便是隨著連續(xù)、高強度的制動行為，車輛制動距離逐漸增加的情況。
為何大貨車的剎車都是轂剎，而多數(shù)小汽車都是碟剎？
而剎車的根本就是“站得住”，因此要想把重量很高的大貨車剎停，對于剎車力量要求要遠遠高于靈敏要求，因此大貨車都使用鼓剎。
不過鼓剎最大的缺點是散熱有問題，很容易出現(xiàn)熱衰竭，這也是為什么鼓剎開始逐漸退出家用車領域。
其實，以現(xiàn)在的技術實力，碟剎應該也能夠?qū)崿F(xiàn)大剎車力，而很多車企為了追求更高的利潤而采用鼓剎。其實，國外豪華的重型大貨車很多都是盤剎。
總之，對于不需要大型剎車力，不用顧慮剎車熱衰減，追求剎車穩(wěn)定線性的家用乘用車來講，碟剎是最好的選擇。對于大型貨車來說，鼓剎目前還是不可替代的選擇。
展開 剎車盤熱應力分析
剎車盤熱應力分析
一、前處理
1、模型介紹
剎車盤模型主要包括制動盤和制動鉗，本例中的模型全部采用六面體網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分方法可以參考本公眾號之前的一篇文件《基于ANSA的六面體網(wǎng)格劃分技巧》。有限元模型如下圖所示：
2、創(chuàng)建Rigid body
通過創(chuàng)建Rigid body來控制剎車盤的轉(zhuǎn)動，在ANSA中創(chuàng)建步驟如下：ABAQUS控制面板>AUXILIARIES>R.BODY，結(jié)果如下圖所示：
3、制動盤材料參數(shù)設置
制動盤材料參數(shù)設置項主要包括：密度、熱膨脹系數(shù)、彈性模量、泊松比、比熱容、熱傳導系數(shù)。
4、制動鉗材料參數(shù)設置
制動鉗材料參數(shù)設置項主要包括：密度、熱膨脹系數(shù)和溫度關系、彈性模量以及泊松比和溫度關系、比熱容、熱傳導系數(shù)。
二、求解設置
1、分析步設置
分析步類型選擇顯示動力學，Step-1設置時間為0.001，Step-2設置時間為0.01，Step-1用于壓力計算，Step-2用于摩擦生熱計算。
2、接觸屬性設置
接觸屬性設置項主要包括：Tangential Behavior、Normal Behavior、Thermal Conductance、Heat Generation。
3、接觸對設置
接觸類型選擇Surface-to-Surface，接觸屬性選擇上一步創(chuàng)建的。
4、載荷施加
對制動鉗施加壓力，使其和制動盤緊密貼合。
5、約束施加
制動盤約束Z向，制動鉗約束X、Y向，旋轉(zhuǎn)中心施加弧度值。
展開 ABAQUS 剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合分析案例 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、與剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合相關的工程師
你會得到什么：
1、掌握剎車盤三維模型的繪制
2、掌握剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合分析相關的材料參數(shù)設置
3、理解剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合的分析步的建立
4、學習剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合的相互關系的設置
5、了解剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合網(wǎng)格的劃分
6、學習剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合的載荷施加
7、學習結(jié)果后處理的查看與對比
案例介紹：
所使用軟件為ABAQUS2018.
案例介紹了使用ABAQUS進行剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合的分析。
本案例操提供了分析相關的分析文件。
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基于ABAQUS剎車盤制動熱應力分析
本案例目的在于如何在ABAQUS中實現(xiàn)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(shù)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(xù)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(tǒng)一發(fā)到各位的郵箱，謝謝！
ABAQUS中B31焊點創(chuàng)建：紅色圓圈處是為了創(chuàng)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(jié)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(jié)點。）
幾種焊點分析對比：
展開 基于samcef的剎車盤熱抖動仿真及預測
在剎車盤上，由于剎車時產(chǎn)生的滑動摩擦會產(chǎn)生大量熱量，從剎車盤材料特性角度，這會引起熱膨脹問題。Thermo-elastic不穩(wěn)定的現(xiàn)象會在剎車盤表面上產(chǎn)生熱點以及熱抖動現(xiàn)象。因此需要利用有限元瞬態(tài)仿真來研究這種現(xiàn)象。本文中案例基于samcef仿真模塊進行了熱機耦合建模。在samcef環(huán)境中，建立了三維模型，剎車盤結(jié)構(gòu)中的各部分通過運動副連接。案例最后利用試驗對仿真進行了驗證，最終誤差不超過5%。
通過本案例的建模仿真，能夠得出結(jié)論，利用samcef進行的熱機耦合分析，能夠較好對機構(gòu)進行瞬態(tài)預測。
論文題目如下，具體見附件。
HOT JUDDER SIMULATION OF A VENTILATED DISC AND DESIGN OF AN IMPROVED DISC USING SENSITIVITY ANALYSIS
HOT JUDDER SIMULATION OF A VENTILATED DISC AND DESIGN.pdf
展開 Brembo 盤式剎車片的熱變形優(yōu)化(新)
剎車部件在車輛中是個關鍵零件，關系到車輛行駛的安全，剎車在車輛轉(zhuǎn)彎，停車，前行中都發(fā)揮了重要作用。BREMBO公司利用modeFRONTIER優(yōu)化盤式剎車片的幾何結(jié)構(gòu)，提高剎車片的性能。剎車片的幾何模型由CATIA V5創(chuàng)建， ICEM劃分網(wǎng)格Patran進行熱變形計算。此計算是一個并行計算。通過優(yōu)化使得盤式剎車片質(zhì)量最輕，熱變形最小。設計變量有9個之多，目標有兩個，通過modeFRONTIER更改9個設計變量的大小，自動尋優(yōu)最終找到Pareto優(yōu)解。
基于Workbench的汽車剎車制動盤摩擦生熱問題的仿真
不考慮結(jié)果的慣性效果
提取結(jié)果
1）變形
由于為旋轉(zhuǎn)運動，因此最大位移為正弦變化，如圖所示
2）應力
選擇中，摩擦盤受到壓力作用，應力增大，提取結(jié)果
3）溫度
由于參考溫度為0度，故提取的溫度就是溫升，第1秒，第2秒，第3秒和第4秒結(jié)束時的溫度如圖
該實例對汽車摩擦片的摩擦效果進行了仿真方法的研究，可以較好的模擬該類摩擦生熱熱的仿真，如果考慮初始旋轉(zhuǎn)速度和摩擦系數(shù)等其他參數(shù)合適的加載，可以較好的得到摩擦片的停止轉(zhuǎn)動時間，為汽車摩擦片的設置提供很好的指導意義。
基于Ansys WB耦合場瞬態(tài)模塊的熱-力耦合分析（案例：剎車盤）
基于Ansys WB耦合場瞬態(tài)模塊的熱-力耦合分析
1、引言
熱-力耦合分析根據(jù)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(jié)構(gòu)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。
隨著Workbench軟件的更新，再2020以后的版本中加入了耦合場分析模塊，無論是順序耦合和完全耦合，均不需要插入命令流，大大簡化了分析流程。本文采用耦合場瞬態(tài)模塊進行完全熱-力耦合分析。
圖1 WB耦合場模塊
2、三維模型搭建與網(wǎng)格劃分
利用solidworks對剎車盤進行三維模型的搭建，摩擦片距剎車盤預定距離為1mm，如圖2所示，導入Hypermesh中進行幾何清理（將小孔、窄邊等進行優(yōu)化）和網(wǎng)格劃分，如圖3所示，值得注意的是WB對.inp格式（Abaqus）的網(wǎng)格兼容性較好，因此Hypermesh導出網(wǎng)格類型為Abaqus的.inp文件。在這里不再過多的介紹前處理部分，主要針對耦合場的搭建與分析。
圖2剎車盤三維模型
圖3 剎車盤網(wǎng)格劃分
3、耦合場分析搭建
從外部導入.inp網(wǎng)格文件，搭建分析流程，如圖4所示。
圖4 分析流程搭建
3.1 材料定義
材料屬性的定義，參考論文[1]所給出的參數(shù)，如下表所示。
對于熱力耦合分析，比熱容、線膨脹系數(shù)、熱傳導系數(shù)是三個必要的熱力學參數(shù)。
展開 利用空間濾波器“清理”激光束
VIRTUALLAB FUSION中的光束切趾建模
JCMSuite應用—衰減相移掩模
熱透鏡引起焦點偏移的研究
摘要
在許多激光應用中，獲得良好的光束質(zhì)量是非常重要的，而獲得良好光束質(zhì)量的典型實驗方法是空間濾波。在空間濾波系統(tǒng)中，在中間焦平面(即傅里葉平面)上放置一個針孔，以去除不需要的空間頻率分量。為了模擬這樣的系統(tǒng)，必須考慮來自針孔的衍射和激光束的衍射特性，我們在這個例子中演示了空間濾波效應。
建模任務
直徑7.5μm的空間濾波器
直徑7.5μm的空間濾波器
直徑5.0μm的空間濾波器
直徑2.5μm的空間濾波器
出射光束輪廓和功率比較
出射光束輪廓和功率比較
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion中的工作流程
VirtualLab Fusion技術
文件信息
延伸閱讀
- 低菲涅耳數(shù)系統(tǒng)中的針孔建模
- 自由空間傳播算子中傅里葉變換技術的自動選擇
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