ABAQUS制動盤熱力耦合分析

2021-09-06 19:55 作者:小明愛死磕 0人讀過 | 我要投稿

本文通過簡化制動盤模型（如圖1所示）來介紹制動盤熱力耦合的分析方法，視頻教程參見：ABAQUS2021軟件實訓(xùn)-從入門到精通

回顧一下ABAQUS的有限元分析流程：

一、前處理

1.1 幾何模型的構(gòu)建

模型在UG中建立，導(dǎo)入ABAQUS中進行分析。

1.2 材料參數(shù)的定義

1.2.1 材料本構(gòu)

在property模塊中創(chuàng)建材料，density參數(shù)為2700；elastic中，楊氏模量為69e9，泊松比為0.3；expansion參數(shù)為2.39e-5；conductivity參數(shù)為150；specific參數(shù)為900。

1.2.2 截面創(chuàng)建

通過Create Section創(chuàng)建截面類型為solid-homogeneous，選擇對應(yīng)材料，完成創(chuàng)建。

1.2.3 截面指派

通過Assign Section將創(chuàng)建好的截面指派給模型。

1.3 網(wǎng)格系統(tǒng)構(gòu)建

1.3.1 網(wǎng)格劃分

在Mesh模塊中，適當(dāng)控制網(wǎng)格大小并進行網(wǎng)格劃分，得到如下網(wǎng)格模型：

1.3.2 單元類型

點擊assign element type，修改單元類型為C3D8RT。

1.3.3 裝配

在Assembly模塊中，通過Create Instance進行裝配。

二、求解

2.1 求解器的設(shè)定

在Step模塊中通過Create Step創(chuàng)建Coupled temp-displacement分析步，response類型為transient，求解時間為1，Nlgeom設(shè)置為on，初始增量步為0.1，最小增量步為1e-7，最大增量步為0.1，最大增量步數(shù)為1000，溫度變化為100。

2.2 連接關(guān)系的構(gòu)建

在interaction模塊中，通過Create Interaction創(chuàng)建分別為上下制動片與制動盤間創(chuàng)建接觸，接觸屬性：Normal behavior選擇Hard contact，Tangential Behavior選擇Penalty（摩擦系數(shù)0.15），并單擊Thermal下的Heat Generation，其余接觸參數(shù)均保持默認。

為實現(xiàn)圓盤轉(zhuǎn)動，在圓盤中心創(chuàng)建RP點，并將RP點耦合到制動盤內(nèi)孔面位置。

2.3 邊界條件的設(shè)定

2.3.1 位移邊界條件

在Load模塊中，通過Create Boundary Condition創(chuàng)建Displacement/Rotation約束，選擇RP點，在UR3方向施加0.1的弧度轉(zhuǎn)角，其余方向完全約束；為制動片上下表面施加U1、U2方向的位移約束，釋放U3自由度。

2.3.2 載荷邊界條件

在Load模塊中，通過Create Load創(chuàng)建Pressure，選擇制動片上下表面，創(chuàng)建6E6大小的表面壓力。