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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

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]。

靜力分析第一步，摩擦接觸，設定剎車片與圓盤之間為摩擦接觸，摩擦系數0.3，behavior為Asymmetric。具體描述如下圖所示;再插入命令流，獲取摩擦接觸的單元，生成制動盤上的目標單元組件，命令流：esel,s,type,,tid，其中tid為目標單元類型。

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！

劉苑、裴曉飛等人對踏板助力比、真空助力器橡膠反作用盤剛度、制動主缸活塞直徑、制動軟管楊氏模量、輪缸直徑、制動盤與制動塊之間的間隙已進行了分析[14-15]。本文對制動系統中各部件參數與制動踏板感覺的關系進行詳細研究，基于分析曲線變化程度，總結出顯著和輕微影響踏板感覺的參數，并計算BFI 大小進行了驗證，結果如表2所示。

簡化方法包括：①側架與搖枕使用固定副進行約束，等效為一個整體；②將車體部分的質量等效至心盤，心盤與搖枕同樣采用固定副進行約束；③在側架與輪對之間建立軸箱，并通過力元來模擬彈性懸掛。使用ADAMS/Rail模塊建立簡化后的轉K6型轉向架模型：軸距為1830mm，車輪直徑為φ840mm，自重4.8t。簡化后的轉向架模型見圖3。

圖5：儀表盤Autopilot行為記錄我們可以看到，車輛的 Autopilot 將卡車標記為可能駛入本車車道的潛在安全風險，這就是車輛決定緊急制動的原因。

2 數據分析：多維度圖表：生成時域圖、頻譜圖、時頻譜；支持噪聲聲壓級VS頻率、制動車速VS頻率、制動壓力VS頻率、減速度VS頻率、溫濕度VS頻率、盤溫曲線、聲壓級VS減速度、車速VS減速度等關聯圖表，直觀呈現數據關系。3 重新分析：可修改分析參數（如分析范圍、噪聲閾值），對歷史數據進行重新計算，優化分析結果。

制動盤與摩擦片摩擦副之間的摩擦系數不是一個恒定的值，與速度有關，是一個隨速度增加而減少的一個變量。當速度發生變化時，摩擦力會出現相應變化，這種變化會對制動系統產生自激振動，當自激載荷形成的激勵頻率與制動系統部件固有頻率接近時，便會引起系統的共振，容易出現負阻尼的非穩態共振，將會產生噪聲。 目前關于制動噪聲有限元分析的方法主要有以下兩種：基于頻域分析的復模態法和基于時域的瞬態動力學分析。

案例介紹了ANSYS workbench 摩擦盤熱結構耦合動力學分析。本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。 ?

在課程中，您將從基礎理論逐步過渡到對各種旋轉系統（包括羅茨泵、隔膜泵、內齒輪泵、擺線泵、攪拌罐、渦輪攪拌的生物反應器、制動盤傳熱、發動機電子冷卻以及鉆井泥漿分離器）的詳細動手建模與分析。每個模塊都結合實際工業場景，介紹特定機器或工藝的工程原理、幾何建模、網格劃分策略、求解器配置及仿真設置。

4 結 論介紹制動踏板感的表述方法，并分析了制動踏板感的影響因素；實例分析表明，制動系統踏板感優化分析方法有效實用，計算方法正確有效。