高鐵制動盤的案例
33 Fluent實用案例 | 動網格高鐵制動盤制動過程散熱仿真
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 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：
采用 Fluent meshing 進行網格劃分，層鋪區域采用四面體網格劃分。具體的網格劃分如下圖所示：
網格劃分情況可以參考 Fluent meshing 層鋪動網格劃分教程（一）
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 Fluent 滑移網格+高鐵制動盤制動過程散熱仿真(一)
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 34 Fluent實用案例 | 滑移網格高鐵制動盤制動過程散熱仿真
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 32 Fluent實用案例 | 動網格高鐵制動盤制動過程仿真
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。
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ABAQUS制動盤熱力耦合分析（雙制動片） ￥3
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 430制動盤hypermesh網格劃分模型 ￥1
430制動盤hypermesh網格劃分模型
尋找指導abaqus仿真制動盤摩擦磨損
幫指導abaqus仿真磨損相關問題，有償
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 多盤制動器的摩擦分析
最近小弟正用ansys做一個多盤制動器的摩擦分析，多盤制動器的結構和離合器的差不多，我做的是三組轉動盤和四組定盤構成6對摩擦副，相互擠壓通過動盤于定盤間的摩擦實現制動。由于摩擦副太多，要是用三維模型分析的話計算量太大，模型也較為復雜，看過一篇博士論文也做的相類似的制動器，他采用熱機耦合的軸對稱單元plane13，進行了熱機分析，可小弟我怎么也做不出來，無法施加繞對稱軸y軸的轉動。希望得到高人指點。附上我做的6對摩擦副的接觸壓力分布圖。先謝了！
附件地址：http://download.caenet.cn/ShowInfoDetail.aspx?ID=7801
展開 Hypermesh聯合LS-dyna剎車制動盤仿真分析
圖9 剎車片不同時刻溫度云圖
為分析不同區域剎車片的趨勢，提取如圖10所示單元在不同時刻的時間溫度曲線，如圖11所示，由圖可以看出，單元隨著制動過程的進行，溫度不斷升高，并越靠近邊緣，溫度越高，越靠近端部溫度越低：
圖10 剎車片提取單元示意圖
圖11 剎車片不同位置單元溫度時間曲線
3.4制動盤應力云圖分析
提取接觸后制動盤的應力云圖如圖12所示，由圖可見，制動盤應力較大區域也位于接觸區域，在剛柔耦合區域應力也會出現較大，但那些區域不是本文分析對象，不予以考慮，當制動到最大位置時，制動盤應力最大可以達到357Mpa 。
圖12 制動盤不同時刻應力云圖
提取接觸區域一單元進行應力分析，提取單元應力時程曲線如圖13所示，由圖可以看出，在接觸較少時，制動盤的應力較小，并呈正弦波動的形式，隨著剎車片的壓入，接觸應力逐漸增大，最大達到295.7Mpa：
圖13 制動盤不同位置單元應力時間曲線
展開 使用Abaqus完成剎車盤制動嘯叫分析
來看看Abaqus這個案例的模型：
畢竟是剎車盤嘛，長得肯定都差不多。但我覺得Abaqus這個模型確實要比ANSYS家那個模型更接近實際一點。事實也的確如此，這個模型是TRW，天合汽車集團一款真實的盤式制動器的簡化版本。
SIMULIA還在案例文檔里給了個鳴謝。
好，下面正式開始。
剎車片本體使用了各向異性的有機摩擦材料。各向異性材料意思就是彈性系數矩陣D的每一項都可以自己定義。前面幾項參數如圖所示，后面的……看inp文件吧。
剎車盤轉子材料為鑄鐵，其他零件材料為結構鋼。這些都沒啥好說的。
單元類型為C3D6和C3D8I。這個I代表非協調模式。總之是一階六面體單元為主。
接下來定義接觸。Abaqus讀取inp文件的時候提示錯誤，接觸對沒有正確導入。不過沒關系，這個模型的接觸對不算太多。正好學習一下接觸對定義的關鍵字。
在*CONTACT PAIR關鍵字下，第一個寫出的是從表面，第二個是主表面（這和我直覺猜測相反啊）。所以我們據此定義接觸對即可。一共四個，都是產生嘯叫的滑動摩擦，兩個在正面兩個在背面。
——為啥每一面有兩個接觸對呢？因為，您看這俯視圖，它剎車片就有前后兩個部分~
接下來是邊界條件定義。
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。
展開 
基于Deform-3D的制動盤轂工藝分析
制動盤轂是高速列車上的重要零件，是典型的薄壁、寬徑、深孔類復雜鍛件。利用Deform-3D模擬軟件對制動盤轂進行數值模擬，對成形過程的速度場、溫度場、應力場、應變場及打擊力進行了分析，揭示了盤轂鍛造過程的成形規律。模擬結果表明，盤轂通過擠壓的方式成形，連皮處溫度下降嚴重，也是變形抗力最大的位置，最終成形結果良好，工藝方案及設備選型合理。
制動盤轂是高速列車制動系統的關鍵零部件，直接影響著高速列車的運行品質和行車安全。制動盤轂毛坯圖如圖1所示，材質為德國牌號C45E鋼，其最大外徑為332mm，最小壁厚為25.5mm，高度為156mm，是典型的薄壁、寬徑、深孔類鍛件。由于盤轂零件外形尺寸較為復雜，傳統的試錯法，會增加制造成本，延長試制周期，因此采用有限元分析技術揭示制動盤轂的成形規律，對實際生產試制提供指導是十分必要的。
模擬方案制定
根據我公司現有設備，鍛壓設備選擇8000t螺旋壓力機，由于螺旋壓力機承受偏載的能力差，不能采用預鍛＋終鍛的鍛造方案。設計的鍛造方案為在8000t螺旋壓力機上鐓粗＋終鍛一火次的鍛造方案，采用中頻感應爐進行加熱。由于8000t生產線現有中頻感應器的限制，選用坯料尺寸為φ170mm，坯料加熱溫度為1200℃，模具預熱溫度為200℃，坯料鐓粗至160mm高后放置在終鍛模中心，進行終鍛。
展開 基于ADINA的車輛制動盤TMC分析示例
基于ADINA的車輛制動盤TMC分析示例
計算模型
◇ 車軸、制動盤、預緊螺栓初始轉速300r/min；
◇ 采用1/2對稱模型； ◇ 制動力零時刻加滿；
◇ 轉動系統其它質量采用附加質量單元施加到模型上；
◇ 所有零件初始溫度為30攝氏度；
◇ 所有零件材料強度參數、熱物理性能參數隨溫度變化；
◇ 所有零件通過裝配面傳遞接觸力、熱；所有零件接觸傳熱表面定義熱阻；
◇ 采用TMC耦合計算方法；
◇ 前10步結果每步保存，之后每20個計算步保存1次計算結果；
1. 讀入幾何模型；
2. 螺栓body分解；
3. 螺栓劃分單元；
4. copy其它螺栓body，并同時copy網格；
5. 定義軸與車輪的face link；
6. 定義螺栓與制動盤接觸，包括螺栓桿部分；注意事項：摩擦系數；協調因子；接觸面傳導系數(熱阻) 10；
7. 定義閘片和制動盤接觸；注意事項：摩擦系數；協調因子；offset=5e-5；接觸面傳導系數1；
8. 定義制動盤與車輪接觸；注意事項：摩擦系數；協調因子；接觸面傳導系數10；
9. 定義單元組并劃分網格；
10. 定義載荷和約束；注意事項：軸心約束；對稱面約束；閘片約束；
11. 定義集中質量1 ton、初始轉速31.42 rad/s；
12. 定義TMC分析的設置，注意溫度場積分格式選擇Trapezoidal Rule；
13. 定義時間步；0.002s,10000步；
14. 定義結果輸出；每隔20步輸出結果；
15.
展開 鉗式盤形制動器的多目標可靠性優化設計
鉗式盤形制動器的多目標可靠性優化設計
基于復模態的制動盤嘯叫分析(ANSYS APDL) ￥9.9
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。
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