汽车制动器（刹车片）温度场以及形变模拟
2025-6-18 15:55:21 点击：
本研究采用完全热力耦合算法（Coupled Temp-Disp），建立制动盘三维有限元模型，集成热传导、结构变形与摩擦接触多重物理场。基于显式动力学与瞬态热分析模块协同求解，实现从单次制动到循环工况的全过程仿真。
模型构建关键点：
- 网格控制：制动盘表面加密至0.8mm单元（温度梯度敏感区）
- 材料特性：定义铸铁HT250随温度变化的比热容（500℃↑18%）与导热系数（↓35%）
- 接触设定：摩擦片-制动盘界面引入热生成率公式（q=μ·p·v）
仿真流程实现：
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单次制动（0-0.6s）：
• 动能转化为热能的效率模型验证（能量误差＜3%）
• 输出非对称温升云图（图1）及热变形矢量场（最大0.38mm） -
连续15次制动：
• 采用顺序耦合：将前次温度场作为初始条件迭代
• 捕捉热累积效应（第15次峰值温度638℃） -
工况扩展：
✓ AMS工况：基于模态应力恢复法，识别1280Hz危险频率点
✓ 静扭分析：施加极限扭矩，揭示安装凸台应力集中（图2）
验证与误差控制：
- 网格独立性验证（3次加密收敛）
- 温度场与台架试验对比（最大误差7.2%）
- 强度分析依据ISO 26262安全系数标准
技术优势：
◾ 高效求解器降低60%计算耗时
◾ 热-机耦合模型精度提升
◾ 多工况损伤演化可视化
分析结果展示：
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