鼓式制动器热-结构直接耦合有限元分析

鼓式制动器的制动过程涉及到接触应力场和摩擦生热温度场的相互耦合作用,在制动过程中,温度的变化会对结构的变形及材料属性产生影响,同时,结构的变形也会改变结构的热边界条件,进而又影响温度的变化。采用ANSYS直接耦合场方法建立鼓式制动器非线性仿真模型,考虑摩擦的影响,仿真计算一次紧急制动工况下鼓式制动器应力场、温度场以及摩擦副间接触压强分布随时间的变化情况。     

鼓式制动器热-结构直接耦合有限元分析

鼓式制动器的制动过程涉及到接触应力场和摩擦生热温度场的相互耦合作用,在制动过程中,温度的变化会对结构的变形及材料属性产生影响,同时,结构的变形也会改变结构的热边界条件,进而又影响温度的变化。采用ANSYS直接耦合场方法建立鼓式制动器非线性仿真模型,考虑摩擦的影响,仿真计算一次紧急制动工况下鼓式制动器应力场、温度场以及摩擦副间接触压强分布随时间的变化情况。     

汽车鼓式制动器热力耦合有限元仿真分析

针对大坡度路段装载有鼓式制动器的重型载重汽车下坡时事故频发的问题,对某后桥单驱动鼓式制动器在制动过程中的温度和应力变化进行了研究。使用了有限元分析方法,对汽车鼓式制动器的制动鼓、制动蹄和摩擦衬片进行了热分析求解和结构分析,将温度场运算结果附加到模型之中,并求解了制动器结构的应力分布,对其进行了热力耦合分析;使用ANSYS workbench建立了鼓式制动器热力耦合有限元模型,通过制动摩擦生热模拟仿真试验对热力耦合作用进行了15次分析。研究结果表明:制动鼓、制动蹄及摩擦片的升温变化明显,通过监测确定了热衰退临界温度临界点。     

鼓式制动器的有限元模拟与接触分析

运用ANSYS Workbench平台建立了某鼓式制动器的三维有限元模型,对摩擦衬片与制动鼓之间的摩擦接触进行模拟。通过改变边界条件的施加方式及不同的接触对设置参数,确定了模拟鼓式制动器制动过程的接触分析边界条件及接触对的设置方法。采用三个载荷步加载,分析了制动力矩在制动过程中的变化规律,得出摩擦力矩达到平稳时接触压强的分布特性及制动器的等效应力与变形。为优化制动器结构参数、改善鼓式制动器磨损均匀性和制动效能提供了参考依据。     

汽车鼓式制动器热结构耦合分析与仿真

鼓式制动器是决定汽车安全性的重要部件之一,由于造价便宜,制动效能高,被广泛应用在客车、重型货车上,为了能够在仿真过程中考虑应力场与温度场之间的交互作用,所以需要对鼓式制动器进行热结构耦合分析。首先运用软件CATIA建立了某轻型客车鼓式制动器三维结构模型,然后利用有限元前处理软件Hyper Mesh对鼓式制动器的制动鼓、制动蹄、摩擦片进行了网格划分,得到了有限元网格模型,最后将网格模型导入ANSYS,对零件进行热结构耦合分析,获得了紧急制动工况下制动鼓等重要零件的温度场、应力场及位移场分布云图。仿真结果表明该制动器在紧急制动工况下满足强度设计要求,且在制动过程中不会产生明显热衰退现象,说明了该鼓式制动器的设计是合理的。     

基于刚柔耦合模型鼓式制动器动力仿真及热分析

为了使鼓式制动器的模拟仿真更接近于真实状态,联合运用三维CAD建模软件CATIA、有限元分析软件Hypermesh及多体动力学分析软件MSC.ADAMS,考虑将凸轮、制动底板、制动蹄及制动鼓视为刚性体,将摩擦片视为柔性体建立了鼓式制动器的刚柔耦合动力仿真模型,并基于动力仿真的结果为鼓式制动器的有限元热结构耦合分析提供实时的凸轮促动力,动力仿真得到的领、从蹄促动力关系与相关文献吻合,验证了模型的正确性,最后基于热结构耦合分析了制动鼓破坏失效的原因并提出了相应的改进措施。     

粗糙表面基于G-W接触的三维瞬态热结构耦合

工程表面是粗糙的,其对磨损有较大影响.为了研究磨损过程的热动力学,文中基于G-W (Greenwood-Williamson)接触模型,将两个粗糙表面简化为一规则形状微凸体与一理想平面,分析在移动热源作用下接触面的边界条件,着重考虑摩擦滑动过程中两物体的弹性变形以及摩擦接触温度与接触区域应力的耦合问题,利用热-结构顺序耦合建立三维瞬态有限元计算模型.从而揭示粗糙表面滑动摩擦副的温度和热应力分布规律,为进一步研究热-机械失效问题及磨损机理奠定理论基础.     

盘式制动器的结构场有限元分析

首先探讨盘式制动器在制动过程中的摩擦接触和非线性动力学问题.具体的分析方法包括:摩擦接触算法,非线性有限元方法.按照制动盘与摩擦片的实际几何尺寸,建立了具有速度可变效应的三维瞬态结构应力有限元模型,利用非线性有限元方法,较真实地模拟了制动器的制动过程.通过以上分析得出制动过程的一些结构上的性能变化.将同相同制动条件下的实心盘式制动器和通风盘式制动器对比,得出通风盘式制动器在制动过程中的接触应力,各向位移等.     

汽车蹄鼓式制动器瞬态温度场仿真分析

鼓式制动器制动过程中不仅涉及到接触应力场、摩擦生热的温度场,而且它们之间存在相互耦合作用。采用直接热力耦合的有限元方法研究,鼓式制动器一次紧急制动工况下的瞬态温度场。通过仿真计算得到制动鼓旋转角速度随时间的变化曲线,摩擦接触区域的温度分布以及不同位置节点温度的时间历程曲线。     

三维热弹耦合场作用下汽车制动鼓的性能分析

将制动中的辐射换热等效为对流换热,建立汽车鼓式双领蹄制动器三维热弹耦合模型。考虑制动摩擦力矩的影响,对多次连续制动工况下的制动鼓瞬态温度场、应力场、变形场进行有限元数值模拟,获得制动鼓的内外表面的温度、热应力及热机耦合强度变化规律。     

FINITE ELEMENT SOLUTION TO COUPLED THERMO－ELASTICCONTACT STRESS AND IMPACTRESPONSE OF MESHING GEARS

ＦＩＮＩＴＥＥＬＥＭＥＮＴＳＯＬＵＴＩＯＮＴＯＣＯＵＰＬＥＤＴＨＥＲＭＯ－ＥＬＡＳＴＩＣＣＯＮＴＡＣＴＳＴＲＥＳＳＡＮＤＩＭＰＡＣＴＲＥＳＰＯＮＳＥＯＦＭＥＳＨＩＮＧＧＥＡＲＳＬｉＲｕｎｆａｎｇ；ＯｕＨｅｎｇａｎ（ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔ...     

球囊扩张式冠脉支架扩张变形机理数值模拟方法

研究支架耦合扩张过程三维数值分析的弹塑性大变形基本理论和耦合接触处理算法,采用更新拉格朗日方法,基于动力虚功率原理,给出支架耦合扩张变形的动力显式算法有限元列式和求解步骤.研究支架耦合扩张过程数值模拟关键技术,提出适合支架耦合扩张的有限元建模方法,重点研究支架压握收缩、自由扩张和与血管接触的耦合扩张全过程有限元模拟中的几何建模、材料模型选取、网格划分、边界条件、载荷定义、接触处理等关键技术.阐述冠脉支架样件在试验测试平台上进行实物扩张试验过程,并将试验测试数据与支架扩张数值模拟获得的数据进行分析比较,结果表明支架数值模拟与实物扩张试验之间的误差在许可范围之内,从而证明所建立的支架耦合扩张过程三维数值分析方法是合理的.为支架的优化设计及其扩张过程的有限元模拟提供有力的支持.     

车联网环境下考虑前方车辆驾驶人意图的汽车主动预警防撞模型

前方车辆驾驶人意图信息对后方车辆预警防撞模型危险判断至关重要,针对传统防撞模型误警率高、制动不及时等问题,设计了一种考虑前方车辆驾驶人意图的汽车主动预警防撞模型。首先,选择BP神经网络（Back-propagation neural network,BPNN）和隐马尔可夫模型（Hidden Markov model,HMM）作为驾驶行为层与驾驶意图层的主体模型,并利用驾驶模拟器采集的前车制动踏板、加速踏板和车速等意图观测数据作为输入构建意图识别模型,从而实现对前车驾驶人加速驾驶、匀速驾驶、正常制动和紧急制动意图的识别;其次,利用车联网将前车驾驶人意图识别结果与路面附着信息传递给后方车辆,建立考虑前车驾驶人意图的汽车主动预警防撞模型,动态判断碰撞危险并调整预警及制动执行逻辑;最后,为验证所提出的意图识别模型准确性和主动预警防撞模型的有效性,搭建基于Simulink、Carsim及PreScan的联合仿真平台,并进行多工况试验测试。结果表明,所提出的BP-HMM模型对前车驾驶人意图的平均识别准确率为94.17%,优于传统BP或HMM识别模型;主动预警防撞模型在预警测试中的平均正警率为93.43%,与TTC、Mazda及考虑后车驾驶人意图的三种模型相比,平均误警率分别降低了16.12%、23.43%和26.67%,且在自动紧急制动测试工况中均能成功避免碰撞,两车最短相对距离大多保持在2～8 m范围内,平均值为3.698 m,具有更高的安全性和稳定性。     

Simulation of wear and contact pressure distribution at the pad-to-rotor interface in a disc brake using general purpose finite element analysis software

Passenger car disc brakes are safety-critical components whose performance depends strongly on contact conditions at the pad-to-rotor interface. The interface can be classified as a conformal dry sliding contact. During braking both brake pad and rotor surfaces are worn, affecting the useful life of the brake as well as its behavior. This paper discusses how wear of the pad-to-rotor interface can be predicted using general purpose finite element analysis software. A three-dimensional finite element model of the brake pad and the rotor is developed to calculate the pressure distribution in the pad-to-rotor contact. A wear simulation procedure based on a generalized form of Archard's wear law and explicit Euler integration is used to simulate the wear of the brake pad under steady-state drag conditions.     

风电制动器的热—结构耦合分析

针对制动器紧急制动时制动盘的旋转运动规律,根据风电制动器的实际结构和热传导的基本理论,建立了制动盘的温度场的数值模型,提出了循环迭代的计算方法,并用ANSYS有限元软件模拟了制动盘的温度场。将温度场中的热单元转化成结构单元实现热-结构的间接耦合,采用184单元刚性梁特性来带动制动盘转动,从而来模拟制动盘的减速运动,在充分考虑温度场和应力场的耦合关系的情况下,提出了分步加载的方法来计算制动盘的应力场。模拟结果表明:制动盘摩擦区域的点的等效应力分布与其温度场的分布基本一致。     

地铁制动电阻的强非线性热力耦合分析

地铁用制动电阻在非线性动态热应力作用下发生弹塑性大变形。为分析变形机理，建立热力耦合的有限元模型，其中包括考虑热冲击和变形功影响而建立的非线性瞬态温度场模型，考虑几何非线性及材料非线性的位移场模型，求得改进应力场的最小二乘法模型。应用有限元程序自动生成系统(finite element program generator，FEPG)进行具体的求解计算。最终数值结果表明，计算变形与实际变形情况相符，验证了分析模型的有效性。根据每一迭代步的温度和位移解回归得到温度与变形的关系曲线，为采取控制变形的方法提供理论依据。     

采用试错接触算法的板料成形有限元模拟技术－

以金属板料成形过程为对象,采用基于板壳理论的８节点壳单元,以Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ应力张量和Ｇｒｅｅｎ应变张量作为应力与应变的度量,采用有限变形的Ｕｐｄａｔｅｄ　Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ列式,研究有限元方法模拟成形过程的技术。在此基础上,提出了一种直接试错的接触算法,将非线性的接触边界条件线性化处理,接触处理与有限元计算相对独立。通过试验结果与计算结果的比较,说明采用的模拟算法是合理可行的。     

机车制动盘三维瞬态温度场与应力场仿真

基于三维循环对称有限元模型,提出了机车制动盘制动过程中温度场和应力场的计算方法。讨论了边界条件和各种相关参数的确定方法,尤其是机车整个制动过程中制动盘换热系数的计算方法。同时运用有限元软件ANSYS7进行了制动盘及相关部件三维瞬态温度场和应力场的仿真与分析。仿真结果表明:在制动开始阶段,制动盘迅速升温,高温区集中在制动盘摩擦面表层,最高温度达220℃;制动过程结束后,整个制动盘有一段较长时间的降温过程;制动盘系统各部分的最大热应力-时间曲线变化规律不一致,但均满足材料强度要求。仿真结果与实验数据相符,证明了该三维有限元模型及其温度场计算方法的正确性。     

基于热弹变形的圆柱齿轮理想修形曲线

提出一种求解圆柱齿轮理想修形曲线的方法，应用耦合热弹接触有限元技术，分析轮齿在齿间载荷分配、齿面压力分布、轮齿弹性变形、齿面摩擦、轮齿温度场、轮齿制造误差因素作用下齿轮传动的啮合刚度，尽可能真实地模拟运转过程中啮合轮齿的形态，确定轮齿的刚度变化规律，通过数值拟合寻求最佳修形参数，在此基础上，得到圆柱齿轮理想修形曲线。