ANSYS无命令摩擦生热分析实战

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摩擦生热产生高温,在汽车刹车系统当中的是一个关键的考虑标准,其主要原理是将摩擦盘的旋转动能转化为热能,根据理论计算在短时间内,物体的温升在忽略散热的情况下,由CmT=1/2m^2所决定,即动能转化为热能,考虑材料的比热容和质量既可以粗略的估算出物体的温度

但实际情况是温度不均匀分布,估算值和实际情况相差很多,那么仿真分析就是一个很好的计算方法,可以尽可能的考虑参数的变化过程和最后的温度分布情况。在ANSYS中可以设置相关的参数进行仿真。可以参考文章或视频查看。

之前的设置都需要重新设置材料的单元编号,由于ANSYS Workbench中默认单元是186单元,需要重新插入命令更改单元。需要更改接触单元的关键字,考虑热传导和摩擦热效果。所有这些对于新手来说是不太方便的。那么有没有一种简单的方法来实现该功能呢?答案是肯定的。新方法就是使用最新版的ANSYS 2019R3。

重要的事情事情说三遍:

使用最新版的ANSYS 2019R3

使用最新版的ANSYS 2019R3

使用最新版的ANSYS 2019R3

该版本当中出现了一个耦合模块 coupled field static/Transient,耦合场静态或瞬态分析,目前该模块考虑的仅仅是温度和结构的耦合,可以考虑全部或其中一部分零件的温度结构耦合,也可以单独计算,结构和温度分别计算,但是再同一个模块当中一次性计算,最关键的是不需要插入apdl命令,模块自动的更改相关设置

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下面进行一个简单的物体摩擦生热分析实例


1.建立模型如图所示,仅仅为两个物体

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2.设置相关的材料和对称边界条件,划分网格如图所示

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3.接触设置相关参数调整如图所示,考虑摩擦系数,考虑每一步更新接触刚度

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4.设置边界条件,设置初始参考温度,如图所示


5.设置载荷步和步长等条件,如图所示


6.设置physics region,即考虑温度和结构,如图所示

ANSYS中不需要插入命令的摩擦生热分析的图6


7.设置移动受力的边界条件,底面固定,上侧物体给定位移和压力


8.计算


9.提取结果,查看温度分布情况,查看应力变化情况

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位移结果



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应力结果



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变形结果


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该方法可以方便的计算摩擦盘一类的摩擦生热仿真,而且不需要插入命令,极大的方便了初学用户的使用

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