制动器应力分析-解聪
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第三章 鼓式制动器的三维有限元分析 ................................................................................9 3.1 制动器模型 ................................................................................................................9 3.2 制动器的设计参数 .................................................................................................ห้องสมุดไป่ตู้10 3.3 制动器的力学模型建立 ..........................................................................................10 3.4 约束边界条件的确定 .............................................................................................. 11 3.5 制动器的有限元分析方案 ......................................................................................12 3.6 制动器有限元分析的前处理 ..................................................................................12 3.6.1 几何模型的建立 ............................................................................................12 3.6.2 材料特性常数设置 ........................................................................................13 3.6.3 网格的划分 ....................................................................................................14 3.6.4 接触条件的设置 ............................................................................................16
Based on the real load, we have two load steps. The first one is fixed the brake drum and actual force is applied to simulate the working process of braking. The second one is making the brake drum turn around with a small angle.
By use the method to impose boundary conditions and the setting of contact region which has been determined, the contact pressure, stress and displacement distribution between brake linings and drum are simulated. And then simulate the change of braking torque in the process of braking.
第二章 ANSYS 接触分析功能 ..............................................................................................4 2.1 ANSYS 中接触问题的有限元分析理论 ..................................................................4 2.1.1 接触问题的分类 ..............................................................................................4 2.1.2 ANSYS 中面—面接触 ....................................................................................5 2.1.3 ANSYS 中接触的类型 ....................................................................................7 2.2 ANSYS Workbench 界面中接触分析方法...............................................................7 2.2.1 ANSYS Workbench 界面的介绍.....................................................................7 2.2.2 在 ANSYS Workbench 界面下进行接触分析的一般步骤............................8
The above analysis provide theoretical reference to optimize the structure of the brake so as to improving the no uniformity of wear and the effectiveness factor of the brake.
利 用 确 定 的 鼓 式 制 动 器 接 触 分 析 边 界 条 件 的 设 置 方 法 ， 进 一 步 运 用 ANSYS Workbench，对摩擦衬片与制动鼓之间的摩擦接触进行模拟，得出接触压强的分布特性 及制动器的等效应力与变形，并分析了制动力矩在制动过程中的变化规律。
本文的研究内容，对鼓式制动器的改进设计，改善磨损均匀性和制动效能均能提供 参考依据。
关键词：鼓式制动器；有限元法；接触分析；ANSYS Workbench
Abstract
In this issue，drum brake is simulated by using the finite element analysis software ANSYS with new interface of Workbench. By changed the method to impose boundary conditions and setting of contact region, this text research on the impact of results. Based on the above results of the analysis, the method to impose boundary conditions and the setting of contact region are determined.
鼓式制动器的三维有限元模拟与接触分析
摘要
本课题以通用有限元分析软件ANSYS Workbench为平台，建立了某鼓式制动器的三 维有限元模型。通过改变边界条件的施加方式及不同的接触对设置参数，研究其对结果 的影响，确定了鼓式制动器接触分析边界条件及接触对的设置方法。
根据实际制动器所受的载荷，确定了两个分析载荷步，第一载荷步为制动鼓不动， 施加实际促动力模拟制动蹄压紧制动鼓的工作过程；第二载荷步为对鼓施加转动位移， 模拟制动鼓的转动。
第四章 边界条件施加方式及接触设置的研究 ..................................................................17 4.1 更改施加边界条件的方式对接触分析结果的影响 ..............................................17 4.1.1 Remote Displacement Support 与 Cylindrical Support 对比 ........................17 4.1.2 Remote Displacement Support 与 Cylindrical Support 对比结论 ................21 4.1.3 Fix Support 与 Remote Displacement Support 对比 .....................................21 4.1.4 Fix Support 与 Remote Displacement Support 对比结论 .............................24 4.1.5 Bearing Load 与 Remote Force 对比.............................................................25 4.1.6 Bearing Load 与 Remote Force 对比结论.....................................................28 4.1.7 确定鼓式制动器接触分析边界条件的施加方法 ........................................28 4.2 更改接触对设置对接触分析结果的影响 ..............................................................28 4.2.1 Adjust To Touch 与 Add Offset，Offset=0 对比..........................................29 4.2.2 Adjust To Touch 与 Add Offset，Offset=0 对比结论...................................31 4.2.3 Adjust To Touch 和 Add Offset，Offset=0 详细比较...................................31 4.2.4 Adjust To Touch 和 Add Offset，Offset=0 详细比较结论...........................36 4.2.5 改变初始接触刚度因数对结果的影响 ........................................................36 4.2.6 改变初始接触刚度因数对结果影响的结论 ................................................39
Keywords: Drum brake; Finite element method; Stress; Contact analysis; ANSYS Workbench
目录
第一章 绪论 ............................................................................................................................1 1.1 引言 ............................................................................................................................1 1.2 制动器的发展现状 ....................................................................................................2 1.3 制动器有限元模拟的发展及现状 ............................................................................2 1.4 课题的主要内容 ........................................................................................................3
Based on the real load, we have two load steps. The first one is fixed the brake drum and actual force is applied to simulate the working process of braking. The second one is making the brake drum turn around with a small angle.
By use the method to impose boundary conditions and the setting of contact region which has been determined, the contact pressure, stress and displacement distribution between brake linings and drum are simulated. And then simulate the change of braking torque in the process of braking.
第二章 ANSYS 接触分析功能 ..............................................................................................4 2.1 ANSYS 中接触问题的有限元分析理论 ..................................................................4 2.1.1 接触问题的分类 ..............................................................................................4 2.1.2 ANSYS 中面—面接触 ....................................................................................5 2.1.3 ANSYS 中接触的类型 ....................................................................................7 2.2 ANSYS Workbench 界面中接触分析方法...............................................................7 2.2.1 ANSYS Workbench 界面的介绍.....................................................................7 2.2.2 在 ANSYS Workbench 界面下进行接触分析的一般步骤............................8
The above analysis provide theoretical reference to optimize the structure of the brake so as to improving the no uniformity of wear and the effectiveness factor of the brake.
利 用 确 定 的 鼓 式 制 动 器 接 触 分 析 边 界 条 件 的 设 置 方 法 ， 进 一 步 运 用 ANSYS Workbench，对摩擦衬片与制动鼓之间的摩擦接触进行模拟，得出接触压强的分布特性 及制动器的等效应力与变形，并分析了制动力矩在制动过程中的变化规律。
本文的研究内容，对鼓式制动器的改进设计，改善磨损均匀性和制动效能均能提供 参考依据。
关键词：鼓式制动器；有限元法；接触分析；ANSYS Workbench
Abstract
In this issue，drum brake is simulated by using the finite element analysis software ANSYS with new interface of Workbench. By changed the method to impose boundary conditions and setting of contact region, this text research on the impact of results. Based on the above results of the analysis, the method to impose boundary conditions and the setting of contact region are determined.
鼓式制动器的三维有限元模拟与接触分析
摘要
本课题以通用有限元分析软件ANSYS Workbench为平台，建立了某鼓式制动器的三 维有限元模型。通过改变边界条件的施加方式及不同的接触对设置参数，研究其对结果 的影响，确定了鼓式制动器接触分析边界条件及接触对的设置方法。
根据实际制动器所受的载荷，确定了两个分析载荷步，第一载荷步为制动鼓不动， 施加实际促动力模拟制动蹄压紧制动鼓的工作过程；第二载荷步为对鼓施加转动位移， 模拟制动鼓的转动。
第四章 边界条件施加方式及接触设置的研究 ..................................................................17 4.1 更改施加边界条件的方式对接触分析结果的影响 ..............................................17 4.1.1 Remote Displacement Support 与 Cylindrical Support 对比 ........................17 4.1.2 Remote Displacement Support 与 Cylindrical Support 对比结论 ................21 4.1.3 Fix Support 与 Remote Displacement Support 对比 .....................................21 4.1.4 Fix Support 与 Remote Displacement Support 对比结论 .............................24 4.1.5 Bearing Load 与 Remote Force 对比.............................................................25 4.1.6 Bearing Load 与 Remote Force 对比结论.....................................................28 4.1.7 确定鼓式制动器接触分析边界条件的施加方法 ........................................28 4.2 更改接触对设置对接触分析结果的影响 ..............................................................28 4.2.1 Adjust To Touch 与 Add Offset，Offset=0 对比..........................................29 4.2.2 Adjust To Touch 与 Add Offset，Offset=0 对比结论...................................31 4.2.3 Adjust To Touch 和 Add Offset，Offset=0 详细比较...................................31 4.2.4 Adjust To Touch 和 Add Offset，Offset=0 详细比较结论...........................36 4.2.5 改变初始接触刚度因数对结果的影响 ........................................................36 4.2.6 改变初始接触刚度因数对结果影响的结论 ................................................39
Keywords: Drum brake; Finite element method; Stress; Contact analysis; ANSYS Workbench
目录
第一章 绪论 ............................................................................................................................1 1.1 引言 ............................................................................................................................1 1.2 制动器的发展现状 ....................................................................................................2 1.3 制动器有限元模拟的发展及现状 ............................................................................2 1.4 课题的主要内容 ........................................................................................................3