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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

3.3 約束與加載設置目前，大多數的網上教程主要有先壓后轉和先轉后壓，由于沒有考慮汽車慣性力矩的影響，無法很好的還原真實的制動過程，本文通過剎車盤轉速的變化來仿真制動過程，因此可以建立3個分析步，分析步1：剎車盤從靜止旋轉到指定轉速；分析步2：對摩擦片加壓，同時剎車盤轉速下降；分析步3：摩擦片加壓完畢后，剎車盤轉速持續下降的過程。

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： 感興趣的朋友，歡迎交流模型！

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為旋轉域所需udf，heatersource為剎車盤的熱通量，具體設置如下圖所示：

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。

wx_fmt=gif&amp;from=appmsg"></p><p class="ql-align-center"><strong>RecurDyn摩擦生熱仿真（剎車盤）</strong></p><p>摩擦生熱往往伴隨著結構的變形，這勢必會增加仿真的難度和時間。

車輛的制動系統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，作為在環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]。在制動器操作中，磨損碎片釋放到大氣中并污染環境。

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。

（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。

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為旋轉域所需udf，heatersource為剎車盤的熱通量

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、對有限元分析感興趣的工程師你會得到什么：1、學習摩擦盤的三維模型處理2、學習摩擦盤熱結構耦合接觸相關的接觸設置3、學習熱結構耦合動力學分析步的建立4、學習摩擦盤熱結構耦合接觸分析的載荷施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.

圖1 航空發動機與內部渦輪盤 本文從有限元仿真分析的角度出發，定義了W12C r4V5C o5(T15）高速鋼拉刀與F G H95高溫合金工件材料的本構參數模型，根據Advant Edge仿真運行結果，從仿真云圖和數值提取兩個方面分別探究了不同微觀刃口大小的拉刀在特定拉削工況下的溫度、應力、切削力及工件材料流動趨勢的影響，最后結合上述物理量的討論得出了系列結論。

剎車系統熱流耦合問題1) 實際痛點：剎車時剎車片與剎車盤摩擦生熱，熱量無法及時傳遞，易導致局部過熱（超過 300℃），引發制動尖叫、剎車效率下降；2) 課程解決方案：用 “本地耦合（ABAQUS/CFD）技術”，定義摩擦熱源（通過 “Surface Heat Flux” 設置摩擦熱生成率），設置剎車盤與空氣的對流換熱系數，模擬熱量傳遞路徑，定位過熱區域；同時結合 “瞬態 TDA 方法”，