制動盤
關(guān)注創(chuàng)建者：精彩如你 創(chuàng)建時間：2018-11-09
制動盤的視頻教程
制動盤的復(fù)模態(tài)分析（abaqus）
本課適合哪些人學(xué)習(xí)： 1，制動盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師 2，NVH工程師 3，CAE工程師 4，CAE愛好者 本課程主要講解制動盤復(fù)模態(tài)的分析方法，對分析過程進(jìn)行詳細(xì)的講解，讓讀者能在最短時間內(nèi)掌握制動盤復(fù)模態(tài)的分析
￥100 23分鐘 115播放
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ANSYS仿真含螺栓的制動盤熱機(jī)耦合
演示了ANSYS分析含螺栓的制動盤熱機(jī)耦合分析方法，包括順序耦合和直接耦合，同時還包含了傳熱的接觸設(shè)置、螺栓預(yù)緊力施加、對稱約束、局部坐標(biāo)系等設(shè)置。
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abaqus汽車剎車制動盤摩擦生熱
汽車剎車制動盤摩擦生熱基礎(chǔ)案例，該案例還是存在幾個技術(shù)注意點(diǎn)的，初學(xué)者基本不可能自己能摸索出來，雖然就是簡單的幾個操作，但是不知道確實(shí)憋死人。該計(jì)算容易出現(xiàn)收斂問題，幾個調(diào)收斂的注意點(diǎn)都說明了
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制動盤的實(shí)例教程
制動盤采用中性軸算法進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
求解器：
隱式溫度-位移耦合；打開幾何非線性開關(guān)
三種情況下打開非線性開關(guān)：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(tài)非線性（接觸）。
最大增量步數(shù)：1000；最大溫度變化范圍：10℃。
連接關(guān)系構(gòu)建：
定義切向接觸的摩擦系數(shù)：0.1；法向接觸默認(rèn)硬接觸；摩擦生熱的轉(zhuǎn)換系數(shù)默認(rèn)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(tài)為正接觸。
約束：創(chuàng)建一個中心參考點(diǎn)并與制動盤的內(nèi)孔面創(chuàng)建coupling耦合約束以此來實(shí)現(xiàn)后續(xù)制動盤轉(zhuǎn)動的定義。
邊界條件設(shè)定：
1.位移邊界條件：制動盤的轉(zhuǎn)動
2.載荷邊界條件：制動片對制動盤的壓力
3.預(yù)定義邊界條件：制動片與制動盤的初始溫度的設(shè)定
制動盤的溫度云圖
制動片的溫度云圖
下一帖預(yù)告：軋制/旋壓仿真。
展開 圖9 剎車片不同時刻溫度云圖
為分析不同區(qū)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(jìn)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(yīng)力云圖分析
提取接觸后制動盤的應(yīng)力云圖如圖12所示，由圖可見，制動盤應(yīng)力較大區(qū)域也位于接觸區(qū)域，在剛?cè)狁詈蠀^(qū)域應(yīng)力也會出現(xiàn)較大，但那些區(qū)域不是本文分析對象，不予以考慮，當(dāng)制動到最大位置時，制動盤應(yīng)力最大可以達(dá)到357Mpa 。
圖12 制動盤不同時刻應(yīng)力云圖
提取接觸區(qū)域一單元進(jìn)行應(yīng)力分析，提取單元應(yīng)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(yīng)力較小，并呈正弦波動的形式，隨著剎車片的壓入，接觸應(yīng)力逐漸增大，最大達(dá)到295.7Mpa：
圖13 制動盤不同位置單元應(yīng)力時間曲線
展開 在進(jìn)行制動器熱分析時，若要分析整個制動過程或多次制動后的結(jié)果，直接采用接觸摩擦生熱的方式受到制動時間以及大位移接觸的影響，計(jì)算較困難，若采用結(jié)構(gòu)靜態(tài)傳熱又無法實(shí)現(xiàn)隨制動盤的轉(zhuǎn)動熱源的移動。Abaqus中可通過對結(jié)構(gòu)設(shè)置質(zhì)量流率（MASS FLOW），采用熱傳導(dǎo)分析實(shí)現(xiàn)熱源移動。需要注意的是，MASS FLOW不支持CAE，需要通過關(guān)鍵字設(shè)置。下面以汽車制動盤熱分析說明整個過程及MASS FLOW的使用方法。
首先僅建立制動盤的模型即可，不需要制動片模型。如下圖所示：
分別設(shè)置制動盤的材料屬性，設(shè)置熱傳導(dǎo)分析步（Heat transfer）。邊界為初始溫度場，對流換熱、熱輻射等。載荷為表面熱流密度，施加在初始制動片與制動盤接觸的面積內(nèi)。其中需要考慮熱流密度隨制動盤速度的變化，對流換熱系數(shù)隨速度的變化，以及對流換熱系數(shù)沿制動盤徑向的變化等。如下圖所示為熱流密度施加的區(qū)域。
接著設(shè)置質(zhì)量流率（MASS FLOW），首先需要指定質(zhì)量流率施加的區(qū)域，此模型中選擇制動盤的所有節(jié)點(diǎn)，將其設(shè)置為一個set，給定相應(yīng)的name（后續(xù)將用到此set）。確認(rèn)材料、分析步、邊界、載荷等設(shè)置正確后可輸出inp文件添加質(zhì)量流率關(guān)鍵字或直接在CAE中添加關(guān)鍵字。
在step后添加關(guān)鍵字，如下圖所示。添加完成后保存inp文件。
接著是最關(guān)鍵的部分，質(zhì)量流率需要使用用戶子程序?qū)崿F(xiàn)，子程序中需要給出由制動盤速度變化引起的質(zhì)量流率的變化，以及沿制動盤徑向的質(zhì)量流率的變化，同時若為多次制動，需要區(qū)分制動、停止的過程，僅在制動過程施加質(zhì)量流率。具體的用戶子程序如下所示:
用戶子程序
求解時調(diào)用此子程序計(jì)算即可。整個分析過程可看到熱源在制動盤上移動，計(jì)算后的溫度場結(jié)果如下圖所示。
來源：有限元在線的博客，版權(quán)歸作者所有。
展開 本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進(jìn)行了仿真計(jì)算。由于涉及到傳熱、滑移網(wǎng)格之類的仿真計(jì)算，整個計(jì)算流程與計(jì)算模型十分復(fù)雜繁瑣。上一節(jié)已經(jīng)展開了動網(wǎng)格制動盤散熱過程的教學(xué)，因此本節(jié)展開滑移網(wǎng)格的耦合教學(xué)。
1 workbench 設(shè)置
本案例分為三個模塊，其中分別是滑移網(wǎng)格運(yùn)動區(qū)域，固體結(jié)構(gòu)和外部靜止域。
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
與Fluent 動網(wǎng)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(qū)域需要注意，各部分命名如下圖：
2.2 網(wǎng)格設(shè)置
采用Fluent meshing進(jìn)行網(wǎng)格劃分，增加固體域網(wǎng)格劃分，不做過多闡述：
3 FLUENT 設(shè)置
3.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入
首先導(dǎo)入網(wǎng)格，由于是三部分網(wǎng)格，因此需要通過附加case的方式，將其余兩部分網(wǎng)格導(dǎo)入，然后勾選穩(wěn)態(tài)計(jì)算，具體設(shè)置如下圖所示。
展開 3.5 interface設(shè)置
由于是多個域組成，因此需要通過interface將各個區(qū)域連接起來，具體設(shè)置如下圖：
3.6 動網(wǎng)格設(shè)置
本案例最重要的便是動網(wǎng)格的設(shè)置，增加了固體域的動網(wǎng)格設(shè)置，具體設(shè)置如下圖：
熱通量設(shè)置如下：
3.7 初始化設(shè)置
首先進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)初始化設(shè)置，具體設(shè)置如下圖：
3.8 計(jì)算設(shè)置
此處進(jìn)行的計(jì)算設(shè)置如下：
4 后處理結(jié)果
4.1 后處理結(jié)果
對制動過程的云圖進(jìn)行初步繪制，截面速度云圖如下所示：
制動過程中的制動盤溫度云圖動畫結(jié)果如下所示 ： 制 動過程中的制動盤溫度（邊界值）動畫結(jié)果如下所示：
制動盤的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
制動盤的最新內(nèi)容
在課程中，您將從基礎(chǔ)理論逐步過渡到對各種旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)（包括羅茨泵、隔膜泵、內(nèi)齒輪泵、擺線泵、攪拌罐、渦輪攪拌的生物反應(yīng)器、制動盤傳熱、發(fā)動機(jī)電子冷卻以及鉆井泥漿分離器）的詳細(xì)動手建模與分析。每個模塊都結(jié)合實(shí)際工業(yè)場景，介紹特定機(jī)器或工藝的工程原理、幾何建模、網(wǎng)格劃分策略、求解器配置及仿真設(shè)置。
<h3>==1.制動盤及制動片參數(shù)化建模==2.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模==3.水杯參數(shù)化建模==</h3><h3>apdl建模案例，包含完整建模腳本及命令注釋，可直接復(fù)制至軟件中生成模型。
硬件在環(huán)解決方案
4) BrakeiL 實(shí)時制動測試臺（BrakeiL Real-Time Brake Test Rig）
由 Meccanica 42 研發(fā)的 BrakeiL 是針對整套制動系統(tǒng)的實(shí)時測試設(shè)備，涵蓋踏板、助力器、主缸、電子穩(wěn)定程序/防抱死制動系統(tǒng)（ESC/ABS）控制器、卡鉗及制動盤等核心部件。
硬件在環(huán)解決方案
4) BrakeiL 實(shí)時制動測試臺（BrakeiL Real-Time Brake Test Rig）
由 Meccanica 42 研發(fā)的 BrakeiL 是針對整套制動系統(tǒng)的實(shí)時測試設(shè)備，涵蓋踏板、助力器、主缸、電子穩(wěn)定程序/防抱死制動系統(tǒng)（ESC/ABS）控制器、卡鉗及制動盤等核心部件。
本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進(jìn)行了仿真計(jì)算。由于涉及到傳熱、滑移網(wǎng)格之類的仿真計(jì)算，整個計(jì)算流程與計(jì)算模型十分復(fù)雜繁瑣。上一節(jié)已經(jīng)展開了動網(wǎng)格制動盤散熱過程的教學(xué)，因此本節(jié)展開滑移網(wǎng)格的耦合教學(xué)。
1 workbench 設(shè)置
本案例分為三個模塊，其中分別是滑移網(wǎng)格運(yùn)動區(qū)域，固體結(jié)構(gòu)和外部靜止域。
與周圍部件（如輪轂、制動盤、轉(zhuǎn)向拉桿）可能發(fā)生干涉的區(qū)域，本例研究的轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計(jì)空間與非設(shè)計(jì)空間如圖1所示，紅色區(qū)域?yàn)樵O(shè)計(jì)空間：
圖1 轉(zhuǎn)向節(jié)拓?fù)鋬?yōu)化空間定義示意圖
④網(wǎng)格劃分：使用高質(zhì)量的四面體對設(shè)計(jì)空間和非設(shè)計(jì)空間進(jìn)行網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格密度需要足夠細(xì)，以捕捉潛在的優(yōu)化結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，但也要考慮計(jì)算效率。關(guān)鍵區(qū)域（如載荷施加點(diǎn)、約束點(diǎn)、預(yù)期高應(yīng)力區(qū)）需要更密的網(wǎng)格。
本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進(jìn)行了仿真計(jì)算。由于涉及到傳熱、動網(wǎng)格之類的仿真計(jì)算，整個計(jì)算流程與計(jì)算模型十分復(fù)雜繁瑣。上一節(jié)已經(jīng)展開了制動過程的教學(xué)，因此本節(jié)展開熱仿真的耦合教學(xué)。
1 workbench 設(shè)置
與 Fluent 動網(wǎng)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(wǎng)格。
本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進(jìn)行了仿真計(jì)算。由于涉及到傳熱、動網(wǎng)格之類的仿真計(jì)算，整個計(jì)算流程與計(jì)算模型十分復(fù)雜繁瑣。因此在設(shè)計(jì)本案例的教學(xué)推文時，本節(jié)僅對制動盤的制動過程進(jìn)行仿真計(jì)算教學(xué)。待大家掌握動網(wǎng)格、滑移網(wǎng)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(xué)。
本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進(jìn)行了仿真計(jì)算。由于涉及到傳熱、滑移網(wǎng)格之類的仿真計(jì)算，整個計(jì)算流程與計(jì)算模型十分復(fù)雜繁瑣。上一節(jié)已經(jīng)展開了動網(wǎng)格制動盤散熱過程的教學(xué)，因此本節(jié)展開滑移網(wǎng)格的耦合教學(xué)。
1 workbench 設(shè)置
本案例分為三個模塊，其中分別是滑移網(wǎng)格運(yùn)動區(qū)域，固體結(jié)構(gòu)和外部靜止域。
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往期回顧：
●基于Abaqus的雙制動片制動盤熱力耦合分析案例講解
