基于Workbench的汽車剎車制動盤摩擦生熱問題的仿真

2017-03-01  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

摩擦制動器工作時,剎車盤在摩擦力作用下停止運動,然而靠摩擦產(chǎn)生的熱量使摩擦片溫度升高,影響其使用性能,本文基于ANSYS Workbench軟件對該實例進行模擬。

注:本實例僅僅為仿真方法,由于參數(shù)未知顧各種參數(shù)均為假設(shè)

分析模塊采用瞬態(tài)動力學(xué)求解模塊,建立模型,劃分網(wǎng)格,設(shè)置邊界條件,求解,查看結(jié)果。

1. 仿真模型

   剎車盤和摩擦片如圖所示,便于網(wǎng)格劃分,剎車盤分為兩部分,另外采用對稱方式,取一半模型

2. 網(wǎng)格劃分

   網(wǎng)格如圖所示

   
   

   
   

3. 對稱設(shè)置

   選擇剎車盤的盤面設(shè)置為對稱,如圖

   

4. 將模型的單元更改為226耦合場單元

   et,matid,226,11 !設(shè)置關(guān)鍵字為11,表示自由度包含溫度temp

5. 接觸設(shè)置

   將摩擦片和摩擦盤之間的接觸設(shè)置為frictional 摩擦系數(shù)調(diào)整為0.2

   摩擦關(guān)鍵字設(shè)置為keyop,cid,1,1,考慮溫度

   方程設(shè)置為增強拉格朗日方程,stiffness update設(shè)置為each iteration

6. 旋轉(zhuǎn)設(shè)置

   設(shè)置圓孔中心為鉸鏈旋轉(zhuǎn),如圖

   

7. 邊界條件

   添加鉸鏈驅(qū)動為旋轉(zhuǎn)角度驅(qū)動,旋轉(zhuǎn)3圈,共1080度

   添加摩擦片的位移約束,將摩擦片四邊設(shè)置為XY方向0位移,Z向可動

   添加摩擦片上表面受力4000.N

   

8. 設(shè)置步長

   設(shè)置為三步,步長設(shè)置為100,10,1000,時間共4秒時間

9. 添加求解設(shè)置

   /solu
   alls
   tref,0 !參考溫度為0度
   trnopt,full
   timint,off,struc !不考慮結(jié)果的慣性效果

10. 提取結(jié)果

    1)變形

    由于為旋轉(zhuǎn)運動,因此最大位移為正弦變化,如圖所示

    

    2)應(yīng)力

    
    

    
    

    選擇中,摩擦盤受到壓力作用,應(yīng)力增大,提取結(jié)果

    

3)溫度

由于參考溫度為0度,故提取的溫度就是溫升,第1秒,第2秒,第3秒和第4秒結(jié)束時的溫度如圖

該實例對汽車摩擦片的摩擦效果進行了仿真方法的研究,可以較好的模擬該類摩擦生熱熱的仿真,如果考慮初始旋轉(zhuǎn)速度和摩擦系數(shù)等其他參數(shù)合適的加載,可以較好的得到摩擦片的停止轉(zhuǎn)動時間,為汽車摩擦片的設(shè)置提供很好的指導(dǎo)意義。

作者:技術(shù)鄰|大龍貓

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