制動防滑仿真的案例
輪軌制動防滑數值仿真 ￥1500
輪軌制動防滑是一種用于鐵路列車的制動系統，旨在防止列車在制動時產生滑輪。這種制動系統的目的是保持列車的平穩行駛和安全停車。輪軌制動防滑系統使用輪軌摩擦來實現列車的制動，其中輪軌之間利用適當的力使摩擦發揮作用。該系統使用傳感器監測輪軌之間的摩擦情況，以確保列車保持在安全的制動范圍內。當列車需要制動時，制動系統根據列車的速度和其他參數，計算出適當的制動力。然后，制動力通過制動器傳遞到輪軌之間，產生制動摩擦。同時，輪軌制動防滑系統會持續監測輪軌之間的摩擦情況。如果傳感器檢測到輪軌之間的摩擦力超過安全范圍或發生故障，系統會立即采取措施來降低或恢復制動力，以避免列車產生滑輪。這可以通過減小制動力、調整制動器的施加力或控制制動器的釋放來實現。輪軌制動防滑系統的實現需要精確的傳感器和控制模塊，以及對列車動力系統和制動系統的密切協調。它的設計旨在確保列車的制動過程穩定、安全，并盡可能地減少列車和軌道的磨損。總而言之，輪軌制動防滑系統是鐵路列車上的一種制動系統，它通過監測輪軌之間的摩擦情況，并及時調整制動力，以防止列車產生滑輪，并確保列車的平穩制動和安全停車。
本案例模擬了一輪軌模型上車輪制動防滑的過程，仿真結果如圖所示：
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展開 設計仿真 | Adams 制動仿真助力美馳汽車公司縮短30%制動距離
仿真假設制動系統可以提供所需的制動力矩。
所需制動扭矩的峰值為:在55mph時，前橋扭矩是12,000 Nm；平衡驅動橋的扭矩是20,000 Nm，拖車平衡橋的扭矩是14,600 Nm。目前，盤式和鼓式制動器可以滿足這些扭矩要求。
04
結果與收益
仿真顯示了提議的控制系統，在不到4s的時間內就可以使整車停止，制動距離為54米。通過一套更好的控制規則，在不進行制動硬件變化的情況下就完成了制動性能的提升。相比于傳統ABS控制系統的波動減速度，新控制規則帶來的是幾乎恒定的減速度。仿真結果也說明了，新的控制規則下，在整個制動過程中，車輪的角速度和輪胎滑移率一直維持在最優值狀態，所以新的ABS控制系統能夠將制動力維持在最大制動力狀態。
圖2：從60mph緊急制動時的車輪角速度
圖3：車速和制動距離
展開 盤式制動器的制動過程的熱仿真 ￥800
盤式制動器是一種常見的制動系統，當剎車盤旋轉時，與之接觸的剎車墊片會產生摩擦力。這個摩擦力會在剎車盤與車輪停止旋轉之間轉化為動能的熱能，從而減緩或停止車輪的轉動。本案例建立了一盤式制動器和墊片模型，基于COMSOL軟件的熱場分析模塊，模擬仿真得到制動器剎車制動過程時的熱量產生過程以及制動器的溫度場分布，仿真結果如圖所示：
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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 
Adams制動仿真助力美馳汽車公司縮短30%制動距離
圖1：應用Adams評估ABS的性能
為了評估新的控制概念，Ledesma模擬了一輛總重量為76,500 lbf的滿載牽引半掛車,仿真的工況是在60mph的速度下進行緊急停車。在模擬中直接測量了每個輪端的車輪角速度和主軸前后加速度。對主軸加速度信號進行數值積分，求出主軸前后速度。仿真假設制動系統可以提供所需的制動力矩。
所需制動扭矩的峰值為:在55mph時，前橋扭矩是12,000 Nm；平衡驅動橋的扭矩是20,000 Nm，拖車平衡橋的扭矩是14,600 Nm。目前，盤式和鼓式制動器可以滿足這些扭矩要求。
結果與收益
仿真顯示了提議的控制系統，在不到4s的時間內就可以使整車停止，制動距離為54米。通過一套更好的控制規則，在不進行制動硬件變化的情況下就完成了制動性能的提升。相比于傳統ABS控制系統的波動減速度，新控制規則帶來的是幾乎恒定的減速度。仿真結果也說明了，新的控制規則下，在整個制動過程中，車輪的角速度和輪胎滑移率一直維持在最優值狀態，所以新的ABS控制系統能夠將制動力維持在最大制動力狀態。
圖2：從60mph緊急制動時的車輪角速度
圖3：車速和制動距離
深圳市優飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產品開發平臺解決方案與物聯網技術開發的國家級高新技術企業。
十多年來，優飛迪科技在數字孿生、工業軟件尤其仿真技術、物聯網技術開發等領域積累了豐富的經驗，并在這些領域擁有數十項獨立自主的知識產權。
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。
展開 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 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 AMESim仿真優化實例：基于AMESim的汽車制動踏板感覺仿真及優化
圖5 制動踏板力與行程的關系曲線
3.3 動態仿真模型與試驗認證
動態仿真考慮整車模型的速度與加速度，如圖6、圖7所示。試驗車的速度、加速度與仿真結果不完全一致，這是因為實車試驗時路譜采集結果有所偏差，導致實車加速度均值略小于仿真結果，但在試驗允許的范圍內，故仿真結果與試驗數據一致性較好。
4 制動踏板感覺分析
制動系統中任意部件參數的改變都將導致不同的制動踏板位移、車輛制動加速度和不同的制動踏板感覺。因此，不同車輛的制動踏板感覺不足的原因各不相同[12-13]，通過建立AMESim整車制動模型，研究制動系統各部件在不同參數下的制動踏板力與踏板行程關系、管路油壓與踏板力關系，可以有針對性地優化制動踏板感覺。劉苑、裴曉飛等人對踏板助力比、真空助力器橡膠反作用盤剛度、制動主缸活塞直徑、制動軟管楊氏模量、輪缸直徑、制動盤與制動塊之間的間隙已進行了分析[14-15]。本文對制動系統中各部件參數與制動踏板感覺的關系進行詳細研究，基于分析曲線變化程度，總結出顯著和輕微影響踏板感覺的參數，并計算BFI 大小進行了驗證，結果如表2所示。
圖6 試驗車與仿真車輛速度
圖7 試驗車與仿真車輛加速度
表2 不同參數對制動踏板感覺影響程度
限于篇幅，本文只列出8個可顯著影響制動踏板感覺參數的研究分析過程。
4.1 踏板踩踏速度
不同踩踏速度下，制動踏板力與踏板行程的關系如圖8所示。由圖8可知，踏板踩踏速度加快，踏板行程減小。
展開 電動汽車真空助力制動系統仿真研究
仿真結果顯示，隨著真空度的增大，真空助力器制動力輸出越大，最大助力點出現的越遲，可以獲得更多的大氣伺服助力；同時始動力不斷減小。真空助力比不受影響；（c）研究了真空泵響應是否滿足搭配的助力器。仿真結果顯示，助力器輸出力與踏板輸入力相協調，符合制動要求。真空泵抽速、啟停真空度、罐體大小與真空助力器的需求搭配合理。制動主缸液壓壓力滿足制動強度需求。
基于ADAMS的制動抖動現象仿真分析
?高曉杰，余卓平，張立軍，尹東曉，寧國寶
（同濟大學, 上海201804）
要：利用adams 軟件,建立了盤式制動器的仿真模型，分析了在制動盤裝偏情況下制動力
況；在此基礎上，建立整車仿真模型， 通過仿真計算明確了振動從制動器到方向盤
制動抖動；端面跳動；制動力矩波動；ADAMS
基于ADAMS的制動抖動現象仿真分析.pdf
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
電動汽車仿真系列-基于Simulink的防抱死制動系統
4、ABS的數學模型
防抱死制動系統的車輪轉速Simulink框圖：
整體系統框圖：
5、仿真實例
車輛初始速度：??0= 88????/??；
車輪半徑：???? = 1.25????；
車輛質量：?? = 50；
最大制動扭矩：????=1500??????*????；
液壓滯后：????=0.01 ??；
轉動慣量：????= 5????4
其中，
求解器選擇：
ode45
Solve nonstiff differential equations —medium order method
Syntax
[t,y] = ode45(odefun,tspan,y0)
[t,y] = ode45(odefun,tspan,y0,options)
[t,y,te,ye,ie] =ode45(odefun,tspan,y0,options)
sol = ode45(___)
數據檢查器選擇：
仿真結果：
模型自取：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/17DdK3_UO1HefVRVakyh1bg
提取碼：j78t
展開 Hypermesh聯合LS-dyna剎車制動盤仿真分析
2 制動器熱固耦合分析有限元模型
本文利用HyperMesh作為前處理軟件， HyperMesh是一個高質量高效率的前處理器，它提供了高度交互的可視化環境幫助用戶建立產品的有限元模型。其放開的架構提供了最廣泛的CAE，CAE和CFD軟件接口，并且支持用戶自定義，從而可以與任何仿真環境無縫集成。HyperMesh強大的幾何清理功能可以用于修正幾何模型中的錯誤，修改幾何模型，從而提升建模效率；高質量高效率的網格劃分技術可以完成全面的桿梁，板殼，四面體和六面體網格的自動和半自動劃分，大大簡化了對復雜幾何模型進行仿真建模的過程。本文利用CATIA中建立的幾何模型，并且幾何模型導入Hypermesh14.0，進行幾何模型簡化，網格劃分，材料屬性定義，單元算法定義，邊界條件施加，載荷施加，時間步長控制以及其他熱固耦合分析參數設定等，最后導出K文件，利用ANSYS LS-DYNA求解器遞交求解，最后利用LSPREPOST進行后處理結果分析。
2.1有限元網格模型及簡化
用幾何導入的方式將CATIA生成的幾何模型導入到Hypermesh14.0,模型如下圖所示：
圖1 導入后的幾何模型圖
模型上下各一個剎車片，為簡化模型，假設上下摩擦片產生的溫度場不會傳遞到中間層，模型采用對稱處理，對制動盤的網格采用完全的六面體映射網格，剎車片將上部不與制動盤接觸的幾何刪除，簡化網格劃分的難度，進行網格劃分后的模型如圖2所示，劃分后的模型剎車盤單元數為17280個，剎車片的單元數為2952個，單元總數為20232，節點數為26286個。
圖2 進行對稱處理及網格劃分后的有限元網格模型
2.2 邊界條件
制動器熱固耦合分析采用對稱模型，對制動盤底部節點進行Y方向自由度的約束，采用剛柔耦合的方法對轉盤施加恒定轉動速度。
展開 仿真技術在地鐵車輛制動電阻設計中的應用
來源：中國電業 作者：招錦漢
關鍵字：仿真技術 振動沖擊 使用壽命
本文從對產品的振動、沖擊、疲勞、壽命、散熱分析等幾個方面進行了詳細的講解，剖析了仿真技術的重要性，并列舉了仿真軟件在制動電阻產品中的具體仿真分析實例。
1 概述
隨著地鐵車輛技術的迅速發展和人民生活質量的不斷提高，制動電阻作為地鐵車輛制動過程中的重要部件，其設計要求能夠適應車輛越來越高的運行速度，一方面要求產品能夠適應車輛在運行過程中，在各種沖擊振動中具有足夠的強度、高可靠性和長久的壽命，另一方面要求產品具有良好的散熱結構，能夠快速將由車輛制動時產生的能量轉化成熱量釋放到空氣中。
在過去的制動電阻產品設計中，以上問題的解決較多的依賴于工程師的個人經驗和對樣機的實際測試，很多都是在產品設計的后端或工程化階段，這樣不但效率低下而且需要花費昂貴的試驗費用，在市場競爭日益激烈的今天，效率和成本就意味著競爭力，這種滯后的產品開發模式和昂貴的試驗費用直接影響到了企業的產品競爭力，作為專業研發生產制動電阻的專業公司，我們已經意識到了這些問題，必須要及時解決。
CAE（Computer Aided Engineering，中譯：計算機輔助工程設計），指用計算機輔助求解分析復雜工程和產品的結構力學性能，以及優化結構性能等。CAE仿真技術從上世紀60年代初在工程上開始應用至今，已經有了飛速的發展，它和高速發展的計算機技術相結合，在生產、設計、科研、教學等各個領域得到了廣泛的應用，顯示出了巨大的技術效益和經濟效益，CAE技術在解決制動電阻設計、開發、生產過程中遇到的問題帶來了高效率、低成本的途徑。
以下分兩大部分介紹仿真技術在制動電阻產品設計中的應用。
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