利用Abaqus用戶子程序實現制動盤熱分析中的熱源移動

2017-06-16  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

在進行制動器熱分析時,若要分析整個制動過程或多次制動后的結果,直接采用接觸摩擦生熱的方式受到制動時間以及大位移接觸的影響,計算較困難,若采用結構靜態傳熱又無法實現隨制動盤的轉動熱源的移動。Abaqus中可通過對結構設置質量流率(MASS FLOW),采用熱傳導分析實現熱源移動。需要注意的是,MASS FLOW不支持CAE,需要通過關鍵字設置。下面以汽車制動盤熱分析說明整個過程及MASS FLOW的使用方法。

首先僅建立制動盤的模型即可,不需要制動片模型。如下圖所示:

分別設置制動盤的材料屬性,設置熱傳導分析步(Heat transfer)。邊界為初始溫度場,對流換熱、熱輻射等。載荷為表面熱流密度,施加在初始制動片與制動盤接觸的面積內。其中需要考慮熱流密度隨制動盤速度的變化,對流換熱系數隨速度的變化,以及對流換熱系數沿制動盤徑向的變化等。如下圖所示為熱流密度施加的區域。

接著設置質量流率(MASS FLOW),首先需要指定質量流率施加的區域,此模型中選擇制動盤的所有節點,將其設置為一個set,給定相應的name(后續將用到此set)。確認材料、分析步、邊界、載荷等設置正確后可輸出inp文件添加質量流率關鍵字或直接在CAE中添加關鍵字。

在step后添加關鍵字,如下圖所示。添加完成后保存inp文件。

接著是最關鍵的部分,質量流率需要使用用戶子程序實現,子程序中需要給出由制動盤速度變化引起的質量流率的變化,以及沿制動盤徑向的質量流率的變化,同時若為多次制動,需要區分制動、停止的過程,僅在制動過程施加質量流率。具體的用戶子程序如下所示:

用戶子程序

求解時調用此子程序計算即可。整個分析過程可看到熱源在制動盤上移動,計算后的溫度場結果如下圖所示。

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

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