利用Abaqus用户子程序实现制动盘热分析中的热源移动

2017-06-16  by:CAE仿真在线  来源:互联网

在进行制动器热分析时,若要分析整个制动过程或多次制动后的结果,直接采用接触摩擦生热的方式受到制动时间以及大位移接触的影响,计算较困难,若采用结构静态传热又无法实现随制动盘的转动热源的移动。Abaqus中可通过对结构设置质量流率(MASS FLOW),采用热传导分析实现热源移动。需要注意的是,MASS FLOW不支持CAE,需要通过关键字设置。下面以汽车制动盘热分析说明整个过程及MASS FLOW的使用方法。

首先仅建立制动盘的模型即可,不需要制动片模型。如下图所示:

分别设置制动盘的材料属性,设置热传导分析步(Heat transfer)。边界为初始温度场,对流换热、热辐射等。载荷为表面热流密度,施加在初始制动片与制动盘接触的面积内。其中需要考虑热流密度随制动盘速度的变化,对流换热系数随速度的变化,以及对流换热系数沿制动盘径向的变化等。如下图所示为热流密度施加的区域。

接着设置质量流率(MASS FLOW),首先需要指定质量流率施加的区域,此模型中选择制动盘的所有节点,将其设置为一个set,给定相应的name(后续将用到此set)。确认材料、分析步、边界、载荷等设置正确后可输出inp文件添加质量流率关键字或直接在CAE中添加关键字。

在step后添加关键字,如下图所示。添加完成后保存inp文件。

接着是最关键的部分,质量流率需要使用用户子程序实现,子程序中需要给出由制动盘速度变化引起的质量流率的变化,以及沿制动盘径向的质量流率的变化,同时若为多次制动,需要区分制动、停止的过程,仅在制动过程施加质量流率。具体的用户子程序如下所示:

用户子程序

求解时调用此子程序计算即可。整个分析过程可看到热源在制动盘上移动,计算后的温度场结果如下图所示。

原文参考:http://www.posongbi.com/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=19&id=22

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