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Abaqus以制動盤轉動為例的力熱耦合分析-01-15.pdf

案例介紹了使用ABAQUS進行剎車盤熱結構耦合的分析。本案例操提供了分析相關的分析文件。 ?

ABAQUS流固耦合學習的核心痛點是 “學了理論不會用，案例脫離實際”，而技術鄰《ABAQUS 流固耦合項目導航定制培訓》的核心優勢，就在于以真實行業案例為核心，覆蓋多場景、適配多人群，讓你從 “跟著案例學” 到 “用案例方法解決自己的問題”。無論是航空航天的高精尖項目，還是汽車、科研領域的常見需求，都能在技術鄰找到對應的實用案例，學完即可遷移應用。

圖1 WB耦合場模塊 2、三維模型搭建與網格劃分利用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、窄邊等進行優化）和網格劃分，如圖3所示，值得注意的是WB對.inp格式（Abaqus）的網格兼容性較好，因此Hypermesh導出網格類型為Abaqus的.inp文件。

abaqus盤式制動器熱力耦合分析源文件

分析熱力學計算的例子很多，但是并沒有見有人發過順序耦合和直接完全耦合的對比，而且網上關于熱力耦合分析的教程又很少，而相關書籍上一般都用預定義場分析均勻溫度場，但是對于梯度載荷需要用到順序耦合或完全耦合。

（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。

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。

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”，

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、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。

圖4 柔性鋼軌1階模態振型(6.86Hz) 2.4 車輛-鋼軌-減速器剛柔耦合模型將減速器和車輛、鋼軌模型合并，得到車輛-鋼軌-減速器剛柔耦合模型，見圖5。其中，減速器氣缸制動及緩解過程是利用step函數及移動副驅動的方式來模擬的。