基于ANSYS的制动盘热固耦合分析

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基于ANSYS的制动盘热固耦合分析
本课题设计的制动盘为双摩擦面带中间散热筋板的自通式制动盘。在有限元计算分析时为提高计算效率，在计算过程中对模型做了必要的简化处理，最后选为单摩擦面施加对称约束并进行有限元计算。制动盘和制动片单元类型选用实体单元SOLID5。该问题属于摩擦生热为题，选择CONTA173接触单元和TARGE170目标单元生成接触对。模型材料特性参数见表5-1。制动盘的几何三维模型见图5-1。对其进行网格划分，划分网格后的有限元模型见图5-2所示。
热分析模型边界条件的确定是温度场分析的关键所在，本文采用理论推导与实际分析相结合的方法，制动盘施加轴向转动，制动片施加轴向的移动。制动前，制动盘温度等于环境温度，计算制动盘所在的工作环境温度确定，这里取工作环境平均温度为25℃。制动初速度为100Km/h，施加到制动片上的力为890N，依次进行温度场-应力称算分析。图5-3分别给出了制动过程中10s、16.4s（最高温度时刻）、30s（制动结束时刻）及60s（停车后30s）时制动盘温度场的分布云图，图5-4为制动盘表面最高温度随时间变化曲线。