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基于Ansys WB耦合場(chǎng)瞬態(tài)模塊的熱-力耦合分析1、引言熱-力耦合分析根據(jù)其耦合的方式一般分為順序耦合和完全耦合；順序耦合是單向的，如已知溫度計(jì)算結(jié)構(gòu)體的變形、應(yīng)力、應(yīng)變等；而完全耦合是雙向的，如剎車盤制動(dòng)過程，盤片與摩擦片的摩擦生熱，熱又導(dǎo)致盤片變形，變形的盤片進(jìn)一步影響盤片和摩擦片的接觸關(guān)系，又進(jìn)一步的影響摩擦生熱，即力→熱→力→......熱力雙向耦合

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

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生3、與剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合相關(guān)的工程師你會(huì)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(jié)構(gòu)耦合分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置3、理解剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合的分析步的建立4、學(xué)習(xí)剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合的相互關(guān)系的設(shè)置5、了解剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合網(wǎng)格的劃分6、學(xué)習(xí)剎車盤熱結(jié)構(gòu)耦合的載荷施加7、學(xué)習(xí)結(jié)果后處理的查看與對(duì)比

本案例建立了一盤式制動(dòng)器和墊片模型，基于COMSOL軟件的熱場(chǎng)分析模塊，模擬仿真得到制動(dòng)器剎車制動(dòng)過程時(shí)的熱量產(chǎn)生過程以及制動(dòng)器的溫度場(chǎng)分布，仿真結(jié)果如圖所示： 感興趣的朋友，歡迎交流模型！

本案例對(duì)高鐵緊急制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)盤溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)進(jìn)行了仿真計(jì)算。由于涉及到傳熱、動(dòng)網(wǎng)格之類的仿真計(jì)算，整個(gè)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(dòng)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(dòng)網(wǎng)格+高鐵制動(dòng)盤制動(dòng)過程仿真(一) 相比，增加了一個(gè)模塊，是用來劃分固體域網(wǎng)格。

本案例對(duì)高鐵緊急制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)盤溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)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(gè)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(dòng)網(wǎng)格制動(dòng)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(gè)模塊，其中分別是滑移網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)區(qū)域，固體結(jié)構(gòu)和外部靜止域。

本案例對(duì)高鐵緊急制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)盤溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)進(jìn)行了仿真計(jì)算。由于涉及到傳熱、動(dòng)網(wǎng)格之類的仿真計(jì)算，整個(gè)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(shí)，本節(jié)僅對(duì)制動(dòng)盤的制動(dòng)過程進(jìn)行仿真計(jì)算教學(xué)。待大家掌握動(dòng)網(wǎng)格、滑移網(wǎng)格兩種制動(dòng)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(duì)高鐵緊急制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)盤溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)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(gè)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(dòng)網(wǎng)格制動(dòng)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(gè)模塊，其中分別是滑移網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)區(qū)域，固體結(jié)構(gòu)和外部靜止域。

（7）剎車盤熱固耦合分析剎車過程中，因?yàn)閯x車盤與剎車片之間的相互作用，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，有時(shí)剎車盤溫度可以上升至700攝氏度，如果設(shè)計(jì)不合理，在熱應(yīng)力的作用下，剎車盤上會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的裂紋。利用Abaqus強(qiáng)大的傳熱以及熱固耦合分析可以對(duì)剎車盤上的溫度以及熱應(yīng)力進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。為剎車盤的設(shè)計(jì)提供強(qiáng)有力的指導(dǎo)。

按照制坯→模鍛→熱處理→粗加工的工藝路線生產(chǎn)盤鍛件，粗加工后在鍛件上切取試環(huán)進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，用于重復(fù)熱處理的鍛件實(shí)物如圖1所示，在半件鍛件全表面噴涂某T系列防護(hù)涂層，涂層厚度0.1～0.3mm，并在鍛件上劃線區(qū)分噴涂區(qū)域和未噴涂區(qū)域。

接著進(jìn)行動(dòng)態(tài)機(jī)械熱分析(DMA)，利用Prony級(jí)數(shù)來擬合并產(chǎn)生黏彈性模型的校正主曲線。用于此測(cè)試的組件為一射出成型的肋條箱，并以ATOS Triple Scan III設(shè)備來進(jìn)行3D掃描，驗(yàn)證仿真結(jié)果。模擬中以Moldex3D BLM網(wǎng)格來準(zhǔn)備模型，冷澆道和冷卻水路皆依照實(shí)體來建造。同時(shí)在模型中放置21個(gè)量測(cè)節(jié)點(diǎn)，以驗(yàn)證Z方向翹曲量值(圖一)。