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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(guān)的分析文件。 ?

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。

3.2 材料設置此處對材料進行設置，采用air作為流體計算材料，具體設置如下圖所示： 采用鑄鐵作為固體計算材料，具體設置如下圖所示：3.3 模型設置此處選擇模型進行相關(guān)計算，需要打開能力方程，具體設置如下圖所示：3.4 UDF設置此處對剎車盤運動的udf進行編寫，lc為旋轉(zhuǎn)域所需udf，heatersource為剎車盤的熱通量，具體設置如下圖所示：

（7）剎車盤熱固耦合分析剎車過程中，因為剎車盤與剎車片之間的相互作用，會產(chǎn)生大量的熱，有時剎車盤溫度可以上升至700攝氏度，如果設計不合理，在熱應力的作用下，剎車盤上會出現(xiàn)相應的裂紋。利用Abaqus強大的傳熱以及熱固耦合分析可以對剎車盤上的溫度以及熱應力進行準確的預測。為剎車盤的設計提供強有力的指導。

Abaqus以制動盤轉(zhuǎn)動為例的力熱耦合分析-01-15.pdf

盤式制動器是一種常見的制動系統(tǒng)，當剎車盤旋轉(zhuǎn)時，與之接觸的剎車墊片會產(chǎn)生摩擦力。這個摩擦力會在剎車盤與車輪停止旋轉(zhuǎn)之間轉(zhuǎn)化為動能的熱能，從而減緩或停止車輪的轉(zhuǎn)動。

3.2 材料設置此處對材料進行設置，采用air作為流體計算材料，具體設置如下圖所示：采用鑄鐵作為固體計算材料，具體設置如下圖所示 ：3.3 模型設置 此處選擇模型進行相關(guān)計算，具體設置如下圖所示：3.4 UDF設置此處對剎車盤運動的udf進行編寫，lc為旋轉(zhuǎn)域所需udf，lc1為平移域所需udf，heatersource為剎車盤的熱通量，具體設置如下圖所示

制動器利用摩擦材料將機械能轉(zhuǎn)化為熱能。摩擦材料產(chǎn)生的熱量傳遞到大氣和制動系統(tǒng)的其他部件。車輛的制動系統(tǒng)由盤式制動器和剎車片組成，它們共同作用以使車輛減速和加速。制動過程中，制動盤表面與制動片之間的摩擦會產(chǎn)生熱量。應防止盤與墊在高溫下摩擦[11]、[12]。一組金屬盤和剎車片組成了汽車制動系統(tǒng)，作為在環(huán)境中維持的剛性元件。這里使用的剎車片是由石棉纖維材料制造的，石棉纖維材料會致癌[13]。

除了在汽車上面應用外，盤式剎車還在軌道交通行業(yè)有著廣泛的應用，如高速動車組的制動系統(tǒng)。（轉(zhuǎn)載至：百度百科）</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/542c663244a9471ca9f53bb56c8b4054.png"></p><p><br></p><p>本模型計算了動車制動時，剎車盤的溫度分布。

3.2 材料設置此處對材料進行設置，采用air作為流體計算材料，具體設置如下圖所示：采用鑄鐵作為固體計算材料，具體設置如下圖所示 ：3.3 模型設置 此處選擇模型進行相關(guān)計算，需要打開能力方程，具體設置如下圖所示：3.4 UDF設置 此處對剎車盤運動的udf進行編寫，lc為旋轉(zhuǎn)域所需udf，heatersource為剎車盤的熱通量

轉(zhuǎn)子盤式 制動系統(tǒng)的部件 ：轉(zhuǎn)子（盤）： 安裝在輪轂上的扁平圓形金屬盤，通常帶有通風口。 由鑄鐵、碳陶瓷或鋼等材料制成。 隨車輪旋轉(zhuǎn)，為剎車片提供夾緊表面。 可以是實心的，也可以是通風的（帶有內(nèi)部通道），以改善冷卻效果。 制動鉗： 容納剎車片和活塞。

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(wǎng)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(jié)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(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。

圖7 BNA項目信息界面錄入內(nèi)容包括：項目名稱、測試日期、填報人；駕駛員姓名、操作資質(zhì)；車輛樣車編號、整車制造商、車型、底盤號、發(fā)動機型號、變速箱型號、驅(qū)動形式、輪胎型號、載荷（空載/滿載）、輪胎氣壓、制動器總成參數(shù)（制動鉗、剎車片、剎車盤、真空助力器、總泵等）、車況與備件狀態(tài)（車身外觀、鑰匙、備胎、隨車工具等）。2.