CFX热流分析.pdfVIP

· 信息技术 · 陈晋兵，等 ·基于有限元盘式制动器ANSYS／CFX热流分析 基于有限元盘式制动器ANSYS／CFX热流分析 陈晋兵，张翠平，李小珊，黄锦华 (太原理工大学机械学院车辆工程系，山西 太原030024) 摘 要：通过建立汽车盘式制动器热流场模型，使用有限元分析软件ANSYS／CFX模块仿真分 析，获得盘式制动器工作过程中的温升及制动盘周围空气的热流场。对汽车行驶过程 中盘式 制动器与空气热交换性能做出评价 ，提出更有效的真实工况模拟形式。 关键词：盘式制动器；ANSYS／CFX；温升；流场 中图分类号：TH12 文献标志码：A 文章编号：1671-5276(2010)05-0106-03 DiscBrakeCFX ThermalAnalysisBasedonFiniteElement CHENJin．bing，ZHANGCui-ping，LIXiao-shan，HUANGJin-hua (Depa~mentofVehicleEngineeringofTaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China) Abstract：ThispaperestablishesaautobrakedischeatmodelandusesthefiniteelementanalysissoftwareANSYS／CFXtosimu- latethemoduletoobtainitstemperaturefieldofcloudaroundthediscbrake．Italso evaluatestheexchangeperformancebetween thediscbrakeandaroundairandtheresultprovesthatsimulationiseffectiveforrealcondition． Keywords：discbrake；ANSYS／CFX；temperaturerise；flow field 0 引言 制动钳 制动管路 汽车制动性能是汽车重要性能之一，盘式制动器 由于 体积小、质量轻等优点主要配备在微型轿车上，制动盘与 制 汽车轮毂固定连接，在制动盘左右两边设计有对称两块制 动块 (图1)，在驾驶员踏下制动踏板时，制动液压管路中 制动液受到压力作用并经过一系列机构将该压力放大后 传递至两块对称安装制动块背部，使其与制动盘接触摩 擦，产生制动力矩实现汽车制动。其本质是将整车行驶过 程中所具有的动能转换为热能的形式，通过制动盘吸收与 发散的作用 ，降低整车动能。在制动过程中伴随大负荷摩 擦力作用，容易使制动盘以热能形式吸收并同时散发到大 气中，但吸热量若超过散热量 ，制动盘急速升温，表面摩擦 系数降低，出现热衰退现象，导致制动效能急速下降最终 图1 盘式制动器工作原理图 失去制动性能的危险现象。 制动过程实际上是把汽车行驶的60％左右动能通过 制动器吸收转换为热能，研究制动盘热流场，确定其在实 际工作过程中是否可以在合理温升范围之内波动，对汽车 安全行驶具有重要的意义。 1 盘式制动器CFX有限元模型建立 建模过程，在符合实际工作过程前提下，对制动系统 进行简化处理，简化车轮和制动器总成。制动块简化为等 效实际摩擦面积的一个热源区域。直接在 ANSYS／CFX 前处置中建模，需要建立两个计算模型；盘式制动器 (图 图2 盘式制动器有限元模型 2)和盘式制动器周围空气流场 (图3)，同时在模型设计过 作者简介：陈晋兵 (1985一 )，男，山西吕梁人，硕士，研究方向为汽车电子。 · 106 · http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cn E-mail：ZZHD@chainajourna1．net．cn 《机械制造与自动化》 · 信息技术 ·