文档介绍：Altair 2009 HyperWorks 技术大会论文集
25T 客车制动盘热应力仿真分析
李兰王成国
中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心
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Altair 2009 HyperWorks 技术大会论文集
25T 客车制动盘热应力仿真分析
Thermal Stress Simulation Analysis of 25T
Passenger Car Brake Disc
李兰王成国
(中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心,100081)
摘要:本文在 HyperMesh 前处理平台上建立了制动盘的有限元模型,对散热筋制动盘进行分析得
到了最高温度、最大应力和最大主应变。建模和分析过程显示:HyperMesh 在处理复杂模型时具有
明显优势,并且对于外部求解器具有良好的支持。
关键字:HyperMesh,制动盘
Abstract:In this paper, the finite element model of brake disc was built with HyperMesh
pre-processing. We analyzed the cooling ribs of the brake disc and obtained the maximum
temperature, maximum stress and maximum principal strain. The process of modeling and
simulation showed that HyperMesh has obviously advantage dealing plex models.
Besides, HyperMesh supports various solvers very well.
Keywords: HyperMesh, brake disc
随着列车运行速度的提高,制动动能急剧增加,在制动过程中制动盘摩擦面的温度梯度增大,
并由此产生热应力导致热裂纹的产生和扩展。因此,在制动盘研制中,应根据实际制动工况选择一
种适宜的制动盘材质,设计一个合理的制动盘结构,以提高其抵抗热负荷的能力,从而达到抑制热
裂纹产生以及延缓热裂纹扩展,从而提高制动盘的使用寿命的目的就显得尤为重要。早期的制动盘
研制中,要想获得制动盘摩擦面瞬态温度场和应力场一般采用试验手段获得,因此制动盘的研制费
用很高,而且研制周期很长。随着计算机及计算技术的发展,以及有限元商业软件的推广,制动盘
瞬态温度场和应力场的模拟计算已成为可能。尽管影响制动盘热裂纹产生和扩展的因素很多,也很
难将全部影响因素通过仿真计算进行模拟,但是仿真模拟计算可以找到制动盘结构和材质与制动盘
的热物理性能的一些定性或定量的关系,对优化制动盘的性能将提供非常大的帮助。
在国产化替代制动盘研制过程中,采用商业软件 HyperWorks 划分网格,ABAQUS 软件进行仿
真计算,对散热