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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(chē)盤(pán)制動(dòng)過(guò)程，盤(pán)片與摩擦片的摩擦生熱，熱又導(dǎo)致盤(pán)片變形，變形的盤(pán)片進(jìn)一步影響盤(pán)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(pán)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(chē)盤(pán)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(chē)盤(pán)三維模型的繪制2、掌握剎車(chē)盤(pán)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(chē)盤(pán)熱結(jié)構(gòu)耦合的分析步的建立4、學(xué)習(xí)剎車(chē)盤(pán)熱結(jié)構(gòu)耦合的相互關(guān)系的設(shè)置5、了解剎車(chē)盤(pán)熱結(jié)構(gòu)耦合網(wǎng)格的劃分6、學(xué)習(xí)剎車(chē)盤(pán)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

本案例對(duì)高鐵緊急制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)盤(pán)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(lèi)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(kāi)了制動(dòng)過(guò)程的教學(xué)，因此本節(jié)展開(kāi)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(pán)制動(dòng)過(guò)程仿真(一) 相比，增加了一個(gè)模塊，是用來(lái)劃分固體域網(wǎng)格。

本案例建立了一盤(pán)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(chē)制動(dòng)過(guò)程時(shí)的熱量產(chǎn)生過(guò)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(pán)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(lèi)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(kāi)了動(dòng)網(wǎng)格制動(dòng)盤(pán)散熱過(guò)程的教學(xué)，因此本節(jié)展開(kāi)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(pán)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(lèi)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(pán)的制動(dòng)過(guò)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(guò)程的仿真之后，再分別展開(kāi)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(pán)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(lèi)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(kāi)了動(dòng)網(wǎng)格制動(dòng)盤(pán)散熱過(guò)程的教學(xué)，因此本節(jié)展開(kāi)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(chē)盤(pán)熱固耦合分析剎車(chē)過(guò)程中，因?yàn)閯x車(chē)盤(pán)與剎車(chē)片之間的相互作用，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，有時(shí)剎車(chē)盤(pán)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(chē)盤(pán)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(chē)盤(pán)上的溫度以及熱應(yīng)力進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。為剎車(chē)盤(pán)的設(shè)計(jì)提供強(qiáng)有力的指導(dǎo)。

簡(jiǎn)化方法包括：①側(cè)架與搖枕使用固定副進(jìn)行約束，等效為一個(gè)整體；②將車(chē)體部分的質(zhì)量等效至心盤(pán)，心盤(pán)與搖枕同樣采用固定副進(jìn)行約束；③在側(cè)架與輪對(duì)之間建立軸箱，并通過(guò)力元來(lái)模擬彈性懸掛。使用ADAMS/Rail模塊建立簡(jiǎn)化后的轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架模型：軸距為1830mm，車(chē)輪直徑為φ840mm，自重4.8t。簡(jiǎn)化后的轉(zhuǎn)向架模型見(jiàn)圖3。

目前應(yīng)用于汽車(chē)上的制動(dòng)器主要有盤(pán)式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器，相對(duì)于鼓式制動(dòng)器來(lái)說(shuō)盤(pán)式制動(dòng)器具有水穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好、反應(yīng)靈敏、散熱性能好、較大的制動(dòng)力矩與尺寸比以及易于保養(yǎng)和修理的優(yōu)點(diǎn)，因此盤(pán)式制動(dòng)器應(yīng)用更加廣泛，本文主要介紹盤(pán)式制動(dòng)器噪聲。