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基于Ansys WB耦合場瞬態模塊的熱-力耦合分析1、引言熱-力耦合分析根據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，如已知溫度計算結構體的變形、應力、應變等；而完全耦合是雙向的，如剎車盤制動過程，盤片與摩擦片的摩擦生熱，熱又導致盤片變形，變形的盤片進一步影響盤片和摩擦片的接觸關系，又進一步的影響摩擦生熱，即力→熱→力→......熱力雙向耦合

Abaqus以制動盤轉動為例的力熱耦合分析-01-15.pdf

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。

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。

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！

目前應用于汽車上的制動器主要有盤式制動器和鼓式制動器，相對于鼓式制動器來說盤式制動器具有水穩定性好、熱穩定性好、反應靈敏、散熱性能好、較大的制動力矩與尺寸比以及易于保養和修理的優點，因此盤式制動器應用更加廣泛，本文主要介紹盤式制動器噪聲。

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。

eBooster降級策略3.eBooster實現性能更佳的制動回收功能從能量轉換的角度看，傳統的汽車在制動時，卡鉗在輪缸液壓的推動下加緊制動盤，整車的動能通過制動盤摩擦生熱耗散，這個過程中動能沒有得到有效利用。制動能量回收功能隨著新能源汽車的普及同步問世。

（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。

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”，

通俗的講，一切高溫影響的機械性能下降就可以被稱為熱衰減。對于制動系統而言，熱衰減現象就是在連續、高強度的制動后，制動鼓、制動盤等部件由于溫度過高，超過了最佳制動效果區域，造成制動效果衰退的情況。反映到實際駕駛體驗便是隨著連續、高強度的制動行為，車輛制動距離逐漸增加的情況。

制動器利用摩擦材料將機械能轉化為熱能。摩擦材料產生的熱量傳遞到大氣和制動系統的其他部件。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]。

~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（附模型文件）●Abaqus仿真鉆削（Drill）熱力耦合