Thermal-stress analysis of a disc brake
این مثال، تحلیل تنش حرارتی کاملاً کوپل شدهی یک ترمز دیسکی را نشان میدهد.
در این صفحه بحث میشود:
هندسه و مدل
خواص مواد
بارگیری
کنترلهای راهحل ( فقط Abaqus/Standard )
نتایج و بحث
فایلهای ورودی
منابع
جداول
ارقام
محصولات Abaqus/استاندارد Abaqus/صریح
ترمزهای دیسکی با فشار دادن مجموعهای از لنتهای ترمز از جنس کامپوزیت به یک دیسک فولادی چرخان عمل میکنند: نیروهای اصطکاکی باعث کاهش سرعت میشوند. اتلاف گرمای اصطکاکی تولید شده برای عملکرد مؤثر ترمز بسیار مهم است. تغییرات دمای ترمز باعث تغییر شکل محوری و شعاعی میشود؛ و این تغییر شکل، به نوبه خود، بر تماس بین لنتها و دیسک تأثیر میگذارد. بنابراین، این سیستم باید به عنوان یک سیستم ترمومکانیکی کاملاً کوپل شده تحلیل شود.
در این بخش، دو مثال تحلیل ترمز دیسکی با کوپل حرارتی مورد بحث قرار میگیرد. مثال اول یک مدل متقارن محوری است که در آن لنتهای ترمز و گرمای اصطکاکی تولید شده توسط ترمز، در تمام ۳۶۰ درجه مدل پخش میشوند. این مسئله فقط با استفاده از Abaqus/Standard حل شده است . تولید گرما توسط زیرروال کاربر FRIC تأمین میشود و تحلیل، کاهش خطی سرعت در نتیجه ترمزگیری را مدلسازی میکند.
مثال دوم یک مدل سهبعدی از کل دیسک است که پدها تنها بخشی از محیط آن را لمس میکنند. دیسک طوری چرخانده میشود که گرما توسط اصطکاک تولید میشود. این مسئله با استفاده از هر دو نرمافزار Abaqus/Standard و Abaqus/Explicit حل میشود .
همچنین میتوان تحلیل مستقل از سیستم ترمز را انجام داد. شارهای حرارتی را میتوان محاسبه و به یک مدل حرارتی اعمال کرد؛ سپس دماهای حاصل را میتوان به تحلیل تنش اعمال کرد. با این حال، از آنجایی که تحلیلهای حرارتی و تنش مستقل از هم هستند، این رویکرد تأثیر تغییر شکل حرارتی بر تماس را که به نوبه خود بر تولید گرما تأثیر میگذارد، در نظر نمیگیرد.
گونسکا و کولبینگر (۱۹۹۳) از نوع دیگری از مدل هندسی برای ترمز دیسکی استفاده میکنند. آنها یک ترمز دیسکی «تهویهدار» ( شکل ۱ ) را مدلسازی میکنند و با مدلسازی یک قطعه برش دایرهای ( شکل ۲ ) از تکرار شعاعی بهره میبرند. مانند مدل متقارن محوری، این مدل نیز مستلزم پخش شدن اثر لنتها است، اما امکان مدلسازی مجاری خنککننده شعاعی را فراهم میکند و در عین حال اندازه مدل را نسبت به یک مدل کامل کاهش میدهد.