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基于Workbench的汽车刹车制动盘摩擦生热问题的仿真

2021-10-14 10:09| 查看: 19| 评论: 0

摘要: 摩擦制动器工作时,刹车盘在摩擦力作用下停止运动,然而靠摩擦产生的热量使摩擦片温度升高,影响其使用性能,本文基于ANSYS Workbench软件对该实例进行模拟。 注:本实例仅仅为仿真方法,由于参数未知顾各种参数均 ...
摩擦制动器工作时,刹车盘在摩擦力作用下停止运动,然而靠摩擦产生的热量使摩擦片温度升高,影响其使用性能,本文基于ANSYS Workbench软件对该实例进行模拟。
     注:本实例仅仅为仿真方法,由于参数未知顾各种参数均为假设


     分析模块采用瞬态动力学求解模块,建立模型,划分网格,设置边界条件,求解,查看结果。
  • 仿真模型
    刹车盘和摩擦片如图所示,便于网格划分,刹车盘分为两部分,另外采用对称方式,取一半模型
  • 网格划分
    网格如图所示


                   
  • 对称设置
    选择刹车盘的盘面设置为对称,如图
  • 将模型的单元更改为226耦合场单元
    et,matid,226,11 !设置关键字为11,表示自由度包含温度temp
  • 接触设置
    将摩擦片和摩擦盘之间的接触设置为frictional 摩擦系数调整为0.2
    摩擦关键字设置为keyop,cid,1,1,考虑温度
    方程设置为增强拉格朗日方程,stiffness update设置为each iteration
  • 旋转设置
    设置圆孔中心为铰链旋转,如图
  • 边界条件
    添加铰链驱动为旋转角度驱动,旋转3圈,共1080度
    添加摩擦片的位移约束,将摩擦片四边设置为XY方向0位移,Z向可动
    添加摩擦片上表面受力4000.N
  • 设置步长
    设置为三步,步长设置为100,10,1000,时间共4秒时间
  • 添加求解设置
    /solu
    alls
    tref,0   !参考温度为0度
    trnopt,full
    timint,off,struc !不考虑结果的惯性效果
  • 提取结果
    1)变形
    由于为旋转运动,因此最大位移为正弦变化,如图所示





    2)应力
    选择中,摩擦盘受到压力作用,应力增大,提取结果

   3)温度
    由于参考温度为0度,故提取的温度就是温升,第1秒,第2秒,第3秒和第4秒结束时的温度如图   


     该实例对汽车摩擦片的摩擦效果进行了仿真方法的研究,可以较好的模拟该类摩擦生热热的仿真,如果考虑初始旋转速度和摩擦系数等其他参数合适的加载,可以较好的得到摩擦片的停止转动时间,为汽车摩擦片的设置提供很好的指导意义。


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