基于Workbench的汽车刹车制动盘摩擦生热问题的仿真

       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。

1. 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

2. 网格划分

   网格如图所示

   
   

                  

3. 对称设置

   选择刹车盘的盘面设置为对称，如图

   

4. 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

5. 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

6. 旋转设置

   设置圆孔中心为铰链旋转，如图

   

7. 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

   

8. 设置步长

   设置为三步，步长设置为100，10，1000，时间共4秒时间

9. 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

10. 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。