利用Abaqus用戶子程序?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)盤熱分析中的熱源移動(dòng)

2017-06-16 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

在進(jìn)行制動(dòng)器熱分析時(shí),若要分析整個(gè)制動(dòng)過程或多次制動(dòng)后的結(jié)果,直接采用接觸摩擦生熱的方式受到制動(dòng)時(shí)間以及大位移接觸的影響,計(jì)算較困難,若采用結(jié)構(gòu)靜態(tài)傳熱又無法實(shí)現(xiàn)隨制動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)熱源的移動(dòng)。Abaqus中可通過對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)置質(zhì)量流率(MASS FLOW),采用熱傳導(dǎo)分析實(shí)現(xiàn)熱源移動(dòng)。需要注意的是,MASS FLOW不支持CAE,需要通過關(guān)鍵字設(shè)置。下面以汽車制動(dòng)盤熱分析說明整個(gè)過程及MASS FLOW的使用方法。

首先僅建立制動(dòng)盤的模型即可,不需要制動(dòng)片模型。如下圖所示:

利用Abaqus用戶子程序?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)盤熱分析中的熱源移動(dòng)

分別設(shè)置制動(dòng)盤的材料屬性,設(shè)置熱傳導(dǎo)分析步(Heat transfer)。邊界為初始溫度場,對(duì)流換熱、熱輻射等。載荷為表面熱流密度,施加在初始制動(dòng)片與制動(dòng)盤接觸的面積內(nèi)。其中需要考慮熱流密度隨制動(dòng)盤速度的變化,對(duì)流換熱系數(shù)隨速度的變化,以及對(duì)流換熱系數(shù)沿制動(dòng)盤徑向的變化等。如下圖所示為熱流密度施加的區(qū)域。

接著設(shè)置質(zhì)量流率(MASS FLOW),首先需要指定質(zhì)量流率施加的區(qū)域,此模型中選擇制動(dòng)盤的所有節(jié)點(diǎn),將其設(shè)置為一個(gè)set,給定相應(yīng)的name(后續(xù)將用到此set)。確認(rèn)材料、分析步、邊界、載荷等設(shè)置正確后可輸出inp文件添加質(zhì)量流率關(guān)鍵字或直接在CAE中添加關(guān)鍵字。

在step后添加關(guān)鍵字,如下圖所示。添加完成后保存inp文件。

接著是最關(guān)鍵的部分,質(zhì)量流率需要使用用戶子程序?qū)崿F(xiàn),子程序中需要給出由制動(dòng)盤速度變化引起的質(zhì)量流率的變化,以及沿制動(dòng)盤徑向的質(zhì)量流率的變化,同時(shí)若為多次制動(dòng),需要區(qū)分制動(dòng)、停止的過程,僅在制動(dòng)過程施加質(zhì)量流率。具體的用戶子程序如下所示:

用戶子程序