利用Abaqus用戶子程序?qū)崿F(xiàn)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(lián)網(wǎng)

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(jié)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(jié)構(gòu)靜態(tài)傳熱又無法實現(xiàn)隨制動盤的轉(zhuǎn)動熱源的移動。Abaqus中可通過對結(jié)構(gòu)設(shè)置質(zhì)量流率(MASS FLOW),采用熱傳導(dǎo)分析實現(xiàn)熱源移動。需要注意的是,MASS FLOW不支持CAE,需要通過關(guān)鍵字設(shè)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(shè)置制動盤的材料屬性,設(shè)置熱傳導(dǎo)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(nèi)。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(shù)隨速度的變化,以及對流換熱系數(shù)沿制動盤徑向的變化等。如下圖所示為熱流密度施加的區(qū)域。

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

在step后添加關(guān)鍵字,如下圖所示。添加完成后保存inp文件。

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

用戶子程序