制动盘的热分析
快速货车制动盘热应力分析
文 献 标 志 码 ：Ａ 中 图 分 类 号 ： ７ Ｕ２ ２
随着世 界 经济 的发 展 和科技 的进步 ， 国铁路 与 公 各 路、 空、 航 海运 等 运 输行 业 之 间 的竞 争 愈加 激 烈 。铁 路 运 输 以其 运量 大 、 速度 快 、 全 、 安 节能 和对 环 境 污染 小 等 优 势 成为 人类 重 要 的交 通 运 输 方式 。为 了减 少 客 货 列 车 的速度 差 ， 且市 场 也 迫 切 需 要 铁路 提供 集 装 箱 、 汽 小 车 、 藏 等货 物快 运 的服 务 ， 冷 因此 铁 路 货 运 提 速 势 在 必 行 ， 随着 速度 的提高 ， 但 制动 时热 负 荷将 急 剧增 加 ， 统 传 的踏 面制 动 已经 不 能 满 足 制 动要 求 。盘 形 制 动 具 有 功
第 ３ 卷第 １ ２ 期 ２１ ０ ２年 ２月
铁 道 机 车 车 辆
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文章 编号 ：０ ８ ８ ２（０ ２ ０ —０ ３ —０ １ ０ —７ ４ ２ １ ） １ ０ ５ ４
了制动 计算 ， 对制 动盘 进 行 了设 计 及 选 材 ， 用 ＡＮ— 并 利
率大 、 摩擦 系 数稳 定 及 可 减 小 车 轮踏 面 磨 耗 等 特 点 ， 故 在 速 度高 于 １ ０ｋ ｈ的货车转 向架上 普遍 采用 盘形 制 ４ ｍ／ 动 。图 １为意 大利 Ｆ ＡＴ快速 货 车转 向架 ， 最大 商 业 Ｉ 其
Ｓ ＹＳ建 立 有 限元 模 型并 进 行 制 动 盘 温度 场 及 应 力场 的
提速客车制动盘热应力有限元分析
提速客车制动盘热应力有限元分析
新一代汽车设计中，制动系统已成为车辆安全性能分析的关键环节。
提速客车作为一种重要的公共交通工具，其设计要求更加严格。
为了确保车辆操纵的质量，它的制动系统的可靠性和可用性，必须从制动盘的热应力有限元分析开始。
有限元分析是一种基于数学模拟的技术，它可以定性和定量地分析复杂物体的热应力状态。
为了分析提速客车制动盘的热应力特性，本文应用有限元分析方法提出了汽车制动盘热应力分析模型，并由实验测试验证了模型的有效性。
首先，本文采用VISGAANSYS件建立了对应于提速客车制动盘的
精确的热应力三维有限元模型。
在此基础上，结合汽车制动盘负载特性，计算模型中各结构单元的热负荷分布情况，讨论其热应力变形的变化特征，揭示汽车制动盘的热固性变形特性。
接着，在采用VISGA基础上，采用实验测试对模型进行了校验。
实验过程中，首先采用施加荷载水平，测量制动盘温度和网格变形，其中网格点温度大于规定值时即可表明提速客车制动盘受热负荷，温度和热变形曲线同时可以清晰表现制动盘温度能量控制的特性。
本文提出的汽车制动盘热应力分析模型，通过有限元分析的方法，对比实验测量的结果，可以准确地表示制动盘的热应力特性，证实模型的可靠性和高效性。
本文发现，随着荷载测试的增加，提速客车制动盘热应力变形很快，热弹性也比较小，因此应加强提速客车制动盘的热管理，以确保汽车的安全操纵。
总而言之，本文研究了提速客车制动盘热应力有限元分析的方法，探讨了制动盘热变形的变化特性，发现热管理的重要性，为保证汽车的安全操纵提供了重要的实验依据。
制动盘的热分析
制动盘的热分析摘要制动是一个把车辆的动能转变成机械能并必将以热的形式耗散的过程。
制动时，在制动盘和衬垫间产生的摩擦热可导致过高的温度。
更重要的是在接触过程中切向压力和相对滑动速度是很重要的。
本次主要通过ANSYS分析了制动盘的全热行为。
盘式制动器的温度分布的建模是用来确认在制动操作时所涉及到的所有的因数和输入参数，例如制动类型，制动盘的几何设计和常用的材料。
通过仿真所得到的结果是比较满意的。
关键词：干接触，制动盘，热流，传热系数1．简介在制动系统的研究中，热分析还处在一种原始阶段。
在制动阶段，温度和热梯度很高，这会产生压力和变形，这种影响会在外观和裂缝的加重上显示出来[1,2]。
然后很重要的是在盘式制动器中精确地确定温度场。
停车制动时，温度没有时间来被稳定在制动盘。
一个瞬态分析是必要的。
这对鉴定热梯度也是必不可少的，这就是需要三维建模的问题了。
热负荷表现在热通量进入制动盘通过刹车衬垫。
在制动盘和衬垫的接触面产生的大量的热量毫无疑问的引起了在域内对转子的不均匀的温度分布，然而衬垫的的环境在相互的滑动中被不断的加热[3].这种在盘式制动器的接触表面确定温度分布的瞬态热分析方法被执行了。
这种制动盘和固定衬垫相互滑动所产生的摩擦热效应分布不均匀的问题使用有限元力学模型试验有几种可能发生在汽车的应用传热系数上。
对在制动盘循环制动时的温度分布能够有一个比较，在制动过程中每一种情况分析下的能量转化在最后释放时的周期是相等的。
程序的改变是用来发展移动热源，就像热流对流冷却的分界线。
在转子旋转时准确模拟它的加热的困难通过使用代码而被忽略，这可以保证使成型的曲线负责让热通量在随后的某个时刻进入制动盘[4]。
在本次研究中，我们将会在三维空间呈现出一个数值模拟来分析全热行为和通风的盘式刹车。
基于有限元计算方法的热量的计算将利用软件ANSYS 11。
2.热量进入制动盘ei n ga re go od 图1.钳盘式衬垫的装配和力的应用符号名称T 温度，K车辆减速度，m/s 2{T}节点温度，K 矩阵∙加权函数dnaemT （[C]+[K] -=0 (12){}*T {}T ∙{}T {}F 这里[C] [N]T [N]d V（13）p C vρ⎰[K]= [λ] [B]d V +[N]T [N]d S(14)[]TB v⎰S h ϕ⎰=qd V +(S φ+hT f + εσ (-T 4))d S(15){}F []TN v⎰[]TS N ϕ⎰4T ∞[C]：热容量矩阵（J/K ），[K]：导热系数矩阵（W/K ），：节点热量矢{}F 量(W)，：节点温度矢量（K ）。
利用Abaqus用户子程序实现制动盘热分析中的热源移动
利用Abaqus用户子程序实现制动盘热分析中的热源移动在进行制动器热分析时，若要分析整个制动过程或多次制动后的结果，直接采用接触摩擦生热的方式受到制动时间以及大位移接触的影响，计算较困难，若采用结构静态传热又无法实现随制动盘的转动热源的移动。
Abaqus中可通过对结构设置质量流率（MASS FLOW），采用热传导分析实现热源移动。
需要注意的是，MASS FLOW不支持CAE，需要通过关键字设置。
下面以汽车制动盘热分析说明整个过程及MASS FLOW的使用方法。
首先仅建立制动盘的模型即可，不需要制动片模型。
如下图所示：分别设置制动盘的材料属性，设置热传导分析步（Heat transfer）。
边界为初始温度场，对流换热、热辐射等。
载荷为表面热流密度，施加在初始制动片与制动盘接触的面积内。
其中需要考虑热流密度随制动盘速度的变化，对流换热系数随速度的变化，以及对流换热系数沿制动盘径向的变化等。
如下图所示为热流密度施加的区域。
接着设置质量流率（MASS FLOW），首先需要指定质量流率施加的区域，此模型中选择制动盘的所有节点，将其设置为一个set，给定相应的name（后续将用到此set）。
确认材料、分析步、边界、载荷等设置正确后可输出inp 文件添加质量流率关键字或直接在CAE中添加关键字。
在step后添加关键字，如下图所示。
添加完成后保存inp文件。
接着是最关键的部分，质量流率需要使用用户子程序实现，子程序中需要给出由制动盘速度变化引起的质量流率的变化，以及沿制动盘径向的质量流率的变化，同时若为多次制动，需要区分制动、停止的过程，仅在制动过程施加质量流率。
具体的用户子程序如下所示:用户子程序求解时调用此子程序计算即可。
整个分析过程可看到热源在制动盘上移动，计算后的温度场结果如下图所示。
基于动力学模拟的紧凑型轿车盘式制动器热耗散分析
基于动力学模拟的紧凑型轿车盘式制动器热耗散分析制动器是车辆安全性能的重要组成部分，有效的热耗散分析对于保障制动器的工作稳定性和安全性至关重要。
本文将基于动力学模拟的方法，对紧凑型轿车盘式制动器的热耗散进行分析，以深入了解和优化制动系统的热耗散性能。
首先，我们需要清楚盘式制动器的工作原理。
盘式制动器由刹车片、刹车盘、刹车片卡钳、制动液管路等组成。
当驾驶员踩下制动踏板时，刹车片卡钳将刹车片压向刹车盘，通过摩擦产生制动力矩，使车辆减速或停止。
在制动过程中，由于摩擦的产生，会产生大量的热量。
为了分析盘式制动器的热耗散情况，我们可以采用动力学模拟的方法。
动力学模拟是利用计算机模拟系统的运动规律和相互作用力，以获取系统动力学特性的方法。
在热耗散分析中，我们可以通过模拟制动过程中刹车片和刹车盘之间的接触情况，计算产生的摩擦力和热量。
具体步骤如下：1. 建立盘式制动器的模型：首先，我们需要建立盘式制动器的三维模型。
可以利用计算机辅助设计软件进行建模，精确地还原制动器的形状和结构。
模型的建立需要考虑到实际制动器的尺寸和材料特性，以保证分析结果的准确性。
2. 定义系统的初始状态和参数：在动力学模拟中，需要定义系统的初始状态和参数。
初始状态包括初始速度、刹车片的初始位置等；参数包括刹车片和刹车盘的摩擦系数、制动力矩等。
这些参数的选择需要根据实际测试或者参考相关文献的数据。
3. 设定边界条件和刹车过程：在模拟中，需要设定制动的过程和边界条件。
边界条件包括刹车踏板力和刹车时间等；刹车过程则可以通过设置脚本或者仿真软件来实现。
通过模拟软件进行求解，可以得到刹车过程中刹车片和刹车盘之间的接触力、温度分布等参数。
4. 计算热耗散情况：通过模拟软件求解，可以得到刹车过程中的摩擦力和热量。
进一步分析这些参数的变化规律，可以了解到制动器的热耗散情况，包括刹车片和刹车盘的温度变化、热量的分布等。
通过对这些数据的分析，可以评估制动器的热效率和工作稳定性，并进行优化设计。
汽车制动系统的热力学分析
汽车制动系统的热力学分析当我们驾驶汽车在路上疾驰时，制动系统是保障我们安全的关键。
而在这一关键系统背后，热力学原理起着至关重要的作用。
今天，就让我们深入探究一下汽车制动系统中的热力学奥秘。
汽车制动的过程，本质上是将汽车的动能转化为其他形式能量的过程。
而在这个转化过程中，会产生大量的热量。
制动系统需要有效地处理这些热量，以确保制动性能的稳定和可靠。
我们先来了解一下汽车制动系统的基本组成部分。
常见的汽车制动系统主要包括制动踏板、制动主缸、制动管路、制动轮缸以及制动盘和制动片等。
当我们踩下制动踏板时，通过一系列的机械和液压传动，使制动片紧紧地压在制动盘上，产生摩擦力，从而实现制动效果。
在这个制动过程中，热力学的第一定律就开始发挥作用。
根据热力学第一定律，能量是守恒的，汽车的动能通过摩擦转化为热能。
而这部分热能主要集中在制动盘和制动片上。
如果不能及时散去这些热量，制动盘和制动片的温度将会急剧上升。
制动盘和制动片的温度升高会带来一系列问题。
首先，高温会导致制动材料的性能下降，摩擦力减小，从而影响制动效果。
其次，过高的温度还可能引起制动盘和制动片的变形，甚至损坏，严重影响制动系统的使用寿命。
为了有效地散去制动过程中产生的热量，汽车制动系统采用了多种散热方式。
通风式制动盘就是一种常见的设计。
它通过在制动盘内部设置通风通道，增加空气流动，提高散热效率。
此外，一些高性能汽车还会采用打孔制动盘，进一步增强散热效果。
除了制动盘的设计，制动液也在热力学过程中扮演着重要角色。
制动液需要具备良好的热稳定性，能够在高温下正常工作，不发生气化等现象。
否则，气化的制动液会形成气泡，降低制动系统的压力传递效率，导致制动踏板行程变长，制动效果减弱，这就是所谓的“制动失效”。
在实际驾驶中，频繁的制动会使制动系统承受更大的热力学挑战。
比如在长下坡路段，如果持续踩刹车，制动系统产生的热量会不断累积，很容易导致制动性能下降甚至失效。
因此，在这种情况下，驾驶员通常会采用低挡位利用发动机制动来分担一部分制动任务，减少制动系统的热量产生。
提速客车制动盘热应力有限元分析
提速客车制动盘热应力有限元分析最近，随着改革开放及我国经济的快速发展，公共交通已成为城市发展的重要组成部分。
特别是客车，作为城市公共交通的主要载体和服务，更是大众出行的首选项。
由于客车高速行驶和拐弯时的大量制动，车辆制动系统受到极大的应力，对于车辆的安全性有着重要的影响。
因此，对客车制动盘的热应力分析就显得十分必要。
首先，客车制动盘是客车制动系统的最重要部分。
它将制动能量转化成热力，承受制动能量，使客车制动更加稳定可靠。
因此，客车制动盘的热应力分析非常重要。
其次，客车制动盘的热应力有限元分析法可以实现对客车制动盘的可靠分析。
有限元分析法是基于拉格朗日方程求解的一种系统的数学方法，可以以叙述的方式解决连续体的复杂结构的应力和变形分析，而且具有模型范围广、外形复杂的结构，节省时间和计算资源的特点。
最后，为了对客车制动盘的热应力进行分析，必须先搭建数学模型，定义物理量，并将这些量用有限元分析进行计算，得到相应的受力特性值。
需要注意的是，由于客车制动盘受到复杂的温度应力作用，因此需要用考虑热传导的热应力分析方法，以精确地模拟出客车制动盘实际受力状态。
综上所述，客车制动盘的热应力有限元分析是为了保障客车制动安全，确保客车制动盘的正常使用所进行的分析和计算的一种方法，其结果能够为客车制动盘的设计提供准确的实验依据。
最后，客车制动盘的热应力有限元分析可以模拟出客车制动盘实际受力状态，从而确定出最佳的设计方案。
客车市场保障车辆安全，正是依靠客车制动盘热应力有限元分析所取得的结果。
只有通过有效的分析方法，才能保证客车安全行驶，满足社会的运输需求。
总而言之，客车制动盘的热应力有限元分析是保障客车安全的重要手段之一，它可以实现对客车制动盘的可靠分析，为客车安全行驶提供有效的分析方案，从而满足城市大众出行的需求。
制动盘和卡钳摩擦生热的原因
制动盘和卡钳摩擦生热的原因制动盘和卡钳摩擦生热的原因可能有以下几点：
1. 缺乏保养：刹车回位不良，应按时去给车子做保养，修复存在的给种问题。
2. 刹车分泵回位弹簧强度不够：导致刹车片不能回位，检查刹车分泵回位的弹簧强度，及时更换。
3. 刹车气路漏气：自动刹车时，检查刹车气路的接口和管子是否破裂漏气，及时更换。
4. 刹车调试不到位：导致刹车过热，装刹车装置事进行调试，一边不断踩刹车一边松油嘴螺丝排空，同时还需要不断加。
直到能正常运行。
5. 刹车制动鼓失圆：制动鼓发生得了形变，导致刹车片与刹车盘一直摩擦制热，需要矫正或者更换新的制动鼓。
6. 长时间刹车：导致刹车卡钳与刹车盘持续摩擦制热。
开车时，不要长时间踩刹车，应适度控制车速。
7. 汽车行驶过程中未松手刹：导致刹车片与刹车盘一直摩擦制热。
行车是应坚持是否将手刹是否松掉。
以上内容仅供参考，如需了解更具体的原因，建议咨询专业人士或查阅汽车维修手册。
制动盘热应力分析
6.2.1定义材料表6-1 制动器模型材料的特性参数1）首先打开ANSYS界面选择相应的模块，图5.1 ANSYS界面2）双击Engineering Data界面，进入材料定义模块，然后根据表5.1所示参数对材料定义。
图5.2 ANSYS材料定义界面6.1.3模型处理将CATIA建立的制动盘模型转成stp格式，再将其导进ANSYS内，创建截面特性和分配截面特性，开展模型的前期处理，处理结果如图5.3所示。
图5.3 模型处理界面6.1.4制动盘的模态分析1）打开ANSYS界面，选择Modal 模块，根据上文对制动盘进行前处理。
图5.4 模态分析界面2）网格划分网格划分结果如下图5.5所示。
图5.5 制动盘网格划分结果3）边界条件设置选择Analysis Settings把Max Modes to Find 数值修改为6 ，选择制动盘的五个螺栓孔，用Fixed Support进行固定约束。
再在Solution添加六个Total Deformation，并把每个Total Deformation调成相应模态阶数的位移。
具体操作如下图所示。
图5.6 约束条件设置图5.7 求解设置4）后处理点击运算按钮，得到的前六阶模态如下图5.8-5.13所示。
图5.8 一阶模态图5.9 二阶模态图5.10 三阶模态图5.11 四阶模态图5.12 五阶模态图5.13 六阶模态图5.8-5.13是制动盘的1-6阶模态振型图。
相关结果可得：第一阶的固有频率为1356.7Hz，振型表现出对称型排列，于其边缘处产生了2处较大应变。
第二阶的固有频率为1380.8Hz，振型结果与第一阶相近。
第三阶的固有频率为1524.9Hz，振型为伞形振型，应变均匀分布在制动盘的边缘。
第四阶的固有频率为1599.1Hz，振型为垂直弯曲振型，在制动盘周边相距60度的地方有6处较大的应变。
第五阶的固有频率为1603.4Hz，该阶振型与第四阶相近。
第六阶的固有频率为2224.2Hz，振型为扭转振型。
提速客车制动盘热应力有限元分析
提速客车制动盘热应力有限元分析提速客车是一种日益受欢迎的交通工具，其制动系统的性能和可靠性至关重要。
然而，在高速行驶的过程中，各种情况可能使客车发生紧急制动现象，频繁制动会在制动盘表面产生大量热量，从而大大降低制动盘的使用寿命和可靠性。
因此，对提速客车制动盘的热应力分析具有重要意义。
有限元法是目前在工程中研究的常用方法，它是一种不同的微分方程求解方法。
有限元法的优点是能够有效地模拟复杂的工程物理场，如温度场、应力场、流体动力学场等。
在有限元法的求解过程中，利用节点矩阵把工程中的场变量（如温度）分布状态建立起来，以此来得到元素矩阵，从而得到求解方程组。
本文研究了提速客车制动盘在紧急制动情况下的热应力分析。
主要采用ANSYS软件对提速客车制动盘进行有限元分析，建立有限元模型，计算提速客车制动盘上表面的温度分布，以此来判断出客车制动盘的热应力变化情况。
首先，根据实际情况选取提速客车的制动盘和制动片的尺寸，并统一提速客车的总质量，然后创建三维有限元模型，模拟其受到的力，并根据输入的表面温度值和外界温度值，进行建模。
接着，在计算过程中，设置提速客车制动盘紧急制动的情况，根据表面温度和外界温度的大小差，求取提速客车制动盘的热应力，最终得到提速客车制动盘的温度分布和热应力分布情况。
最后，本文对提速客车制动盘的温度分布和热应力分布的结果进行了解分析，根据结果，发现紧急制动情况下提速客车制动盘的温度和热应力均有较大波动，但相对较低，表明提速客车制动系统在有效抑制紧急制动产生的热量方面具有较强的抗热性能。
通过有限元分析，可以准确地模拟提速客车制动盘在紧急制动时所受到的温度和热应力场，为设计提速客车制动系统提供实验数据，更有效地保障提速客车的安全性。
总之，有限元分析可以更好地模拟提速客车制动系统在紧急制动时所受到的热应力场，可以更有效地保障提速客车在高速运行时的安全性。
提速客车制动盘热应力有限元分析
提速客车制动盘热应力有限元分析近年来，客车的发展变得越来越快，其制动系统也变得越来越复杂。
即使在最高速度时，在一个短距离内制动也是对客车安全性的巨大考验，以及对操控盘安全健康的考验，因此，要改善客车的制动表现，同时保护司机是非常重要的。
本文主要讨论提速客车的制动盘热应力的可靠分析研究。
提速客车制动盘的热应力分析是客车侧方冲击力非线性分析的重要组成部分，它涉及复杂的热传导、动力学几何结构的考虑，由于最高速度时制动系统所产生的热量很大，因此，当汽车安全性能最大限度和司机安全性能最大值时，准确预测客车制动盘温度是一项非常重要的研究。
为了实现提速客车的制动盘热应力分析，应从以下几个方面进行研究：首先，根据客车的工况和司机的行驶习惯，确定提速客车制动盘的热容量，以及与热容量相关的参数，如热阻和热传导率；其次，确定客车制动盘质量，然后分析相关参数，例如材料密度、热膨胀系数和各向同性分布；再次，确定客车制动盘的热负荷，根据机动车安全要求以及提速客车制动盘的设计工况，确定提速客车制动盘的外部热负荷，以及在最高速度时的热负荷；最后，采用有限元法进行分析，合理绘制网格，根据客车制动盘的热容量和其他参数，在指定温度和时间范围内，对客车制动盘进行热应力分析。
经过上述研究，提速客车制动盘热应力分析可以更深入地了解客车在最高速度时制动盘的热变形行为，让客车在尽可能短的距离内以最安全的速度减速，使司机更加安全健康。
此外，提速客车制动盘热应力分析在设计和制造中也有重要意义，通过分析可以得出制动盘内部温度，以优化设计，达到良好的抗热性能和安全健康的表现，满足客车减速方面的要求。
因此，要达到有效的提速客车制动盘热应力分析，还需要从客车制动系统性能、制动盘材料热学性能、环境温度、司机行车习惯等方面参考研究，确保客车在最高速度时可以在尽可能短的距离内以最安全的速度减速，同时保护司机的安全健康。
综上所述，提速客车制动盘热应力有限元分析是一项重要的研究，它不仅可以有效地提高客车的制动性能和司机安全健康，而且在客车制动盘的设计和制造中也有重要意义。
提速客车制动盘热应力有限元分析
提速客车制动盘热应力有限元分析随着社会的发展，汽车已成为一种重要的交通工具。
它的功能和安全性都受到社会的关注，特别是它的性能和结构设计。
汽车的发展也需要更新技术以提高安全性，以确保它具有稳定、良好的表现。
提速客车制动盘是增加车辆安全性的重要组件，其有限元分析是汽车安全性研究的重要内容。
提速客车制动盘是汽车强制制动和安全制动的重要部件。
其制动效果与温度和振动有关。
它的热应力和振动对它的强度、稳定性和寿命具有重要影响。
此外，提速客车制动盘的表面温度对其运行的热应力也有重要影响。
因此，对提速客车制动盘的热应力有限元分析显得尤为重要。
热应力有限元分析是一种数值分析方法，其可用于模拟汽车制动盘复杂的热应力环境。
它可帮助我们了解汽车制动盘的热应力、工作性能以及表面温度等参数。
基于热应力有限元分析，我们可以模拟出汽车制动盘的温度、压力、应力和变形状态，从而可以帮助汽车制动盘结构设计，实现安全、可靠的表现。
首先，热应力有限元分析是使用有限元理论对汽车制动盘进行分析的方法。
有限元理论可以帮助我们更好地理解汽车制动盘的复杂热应力机理，从而有效率地检测出可能存在的风险。
其次，有限元分析还可以在计算机仿真环境下计算汽车制动盘的热应力和温度，以有效地测试其制动效果。
此外，热应力有限元分析可以帮助我们更好地了解汽车制动盘的温度分布和热应力，从而更有效地进行结构设计。
热应力有限元分析也可以在设计阶段模拟汽车制动盘的工作性能，以便及时筛选出不合格的结构设计，从而有效提高汽车制动盘的安全性。
有限元分析是汽车制动行业中广泛应用的技术手段，它可以模拟汽车制动盘的热应力环境和工作性能，同时还可以帮助我们更好地了解汽车制动盘的温度分布，从而更有效地进行结构设计。
因此，对提速客车制动盘的热应力有限元分析显得尤为重要。
综上所述，提速客车制动盘的热应力有限元分析是汽车安全性研究的重要内容。
通过热应力有限元分析可以更好地了解汽车制动盘的温度分布，同时可以对其结构设计提供有效的支撑，以提高汽车制动盘的安全性。
高速列车制动盘传热特性实验研究
高速列车制动盘传热特性实验研究高速列车制动盘传热特性实验研究在高速列车的运行过程中，制动系统是至关重要的部分，它保障列车的安全与稳定。
而制动盘的传热特性对制动性能和寿命具有重要影响。
因此，对高速列车制动盘传热特性进行实验研究具有重要的理论与实际意义。
本次实验旨在探究高速列车制动盘在制动工况下的传热特性，并对制动盘的温度分布和传热过程进行分析。
实验所使用的制动盘为上海机车车辆有限公司研发的高速列车制动盘，具备较高的制动性能和热容量。
为了探究制动盘的传热特性，我们首先设计了实验方案。
在制动盘上设置了多个测温点，以测量不同位置的温度变化。
同时，在制动盘周围则布置了多个热电偶以监测空气温度和热交换过程。
该实验采用了机械制动的方式来模拟实际列车制动过程，并通过实验数据分析制动盘的传热过程。
在实验中，我们分别对不同速度下的制动盘进行测试。
首先将制动盘的表面温度均匀升温至某一设定温度，然后制动盘开始受到机械制动，记录下制动盘表面温度随时间的变化。
同时，通过监测制动盘周围的空气温度和热电偶温度，可以了解空气和制动盘之间的温度传导情况。
通过实验数据的分析，我们得到了制动盘表面温度随时间的变化曲线图，同时观察到了制动盘不同位置的温度分布差异。
在刚开始制动时，由于制动盘与制动片间摩擦产生的热量迅速传导到制动盘表面，使其温度迅速上升。
而随着时间的推移，制动盘表面温度变化逐渐趋于稳定，达到一个相对平衡的状态。
此外，通过热电偶监测可以发现，制动盘附近的空气温度也随着制动盘温度的上升而升高，具有较好的热传导性能。
实验结果表明，高速列车制动盘具有良好的传热特性。
制动盘通过与制动片的摩擦来将热量迅速传导至表面，并与周围空气进行热交换。
其表面温度随时间变化的规律符合传热理论。
通过研究制动盘的传热特性，可以为高速列车制动系统的优化提供科学依据。
同时，对于制动盘的材料选择和制动性能的改进也具有一定的指导意义。
综上所述，本次实验通过对高速列车制动盘传热特性的研究，深入了解了制动盘在制动工况下的传热过程。
紧凑型轿车盘式制动器设计中的材料优化与热分析
紧凑型轿车盘式制动器设计中的材料优化与热分析制动系统作为汽车中重要的安全装置之一，对于轿车的制动性能和可靠性起着至关重要的作用。
其中，盘式制动器是较常见的一种类型。
在紧凑型轿车盘式制动器的设计中，材料的优化和热分析是提高制动性能和可靠性的关键因素。
首先，材料的选择对于盘式制动器的性能至关重要。
常用的盘式制动器材料包括铁碳复合材料、碳复合材料和陶瓷复合材料等。
铁碳复合材料具有良好的制动性能，耐磨性和热稳定性较好；碳复合材料相对轻量化、耐高温和抗腐蚀性能较好；陶瓷复合材料具有良好的耐磨性、耐高温性和重量轻等优点。
在材料的选择上，需要综合考虑制动性能、重量、成本和可靠性等因素，根据实际需求进行权衡和选择，以满足紧凑型轿车的制动要求。
其次，材料的设计和优化是提高盘式制动器性能的关键环节。
在设计过程中，需考虑盘式制动器的传热性能，有利于分散制动过程中的热量，以提高制动性能和耐久性。
通过改变盘式制动器的材料厚度和结构设计，可以提高制动器的散热能力，减少因连续高温而导致的制动性能下降，延长制动鼓寿命。
此外，热分析在紧凑型轿车盘式制动器设计中起着重要作用。
通过热分析，可以评估制动过程中可能出现的高温情况，并找出可能存在的问题。
热分析主要包括制动过程中的温度分布、温度传导和热应力等。
通过这些分析，可以预测盘式制动器在不同工况下的热响应情况，为改善制动器的设计和优化提供参考依据。
在材料优化和热分析过程中，需要借助计算机辅助设计软件进行数值模拟分析。
通过建立盘式制动器的三维模型，可以对材料的性能进行优化，并进行热分析。
计算机辅助设计软件能够模拟制动过程中的温度分布、热应力和结构变形等情况，以预测制动器在实际工况下的工作性能。
通过这些模拟结果，可以进行针对性的设计调整，改进盘式制动器的性能和可靠性。
综上所述，在紧凑型轿车盘式制动器设计中，材料的优化和热分析是提高制动性能和可靠性的关键因素。
通过合理的材料选择、设计和优化，以及热分析的应用，可以使盘式制动器在制动过程中具有更好的散热性能和稳定性，提高制动效果和寿命，并为紧凑型轿车的安全驾驶提供可靠保障。
基于ABAQUS的刹车盘热应力分析
基于ABAQUS的刹车盘热应力分析随着机动车数量的不断增加，刹车系统的安全性和使用寿命成为一个重要的研究方向。
刹车盘作为刹车系统的关键部件之一，其材料选择对于提高机动车的安全性能至关重要。
在刹车过程中，由于制动器片和刹车盘之间的不断摩擦，会产生大量的热量并引起刹车盘的热应力，影响刹车盘的性能与使用寿命。
为深入研究刹车盘的热应力，本文采用ABAQUS软件对刹车盘进行热应力分析。
首先，我们需要进行前期工作。
根据实际情况，选取合适的刹车盘模型和材料模型，并设置刹车盘的几何尺寸和初始温度以及制动器片的作用力。
在模型的加工过程中，需要注意刹车盘各部位的加工精度，以保证模型的准确性。
然后，我们对刹车盘进行热传递分析。
刹车盘在刹车过程中会受到大量的制动器片摩擦产生的热量的影响，因此需要对其热传递进行分析。
在计算过程中，我们需要根据实际数据设置以下参数：热扩散系数、材料密度和比热、传热系数等。
这些参数可以在材料手册中获得。
接下来，我们进行热弹性分析。
在高温和大应力的环境下，刹车盘内部会产生热应力，导致刹车盘的力学性能发生变化。
利用ABAQUS软件对于刹车盘的热应力进行分析，可以了解到刹车盘在制动过程中是否发生变形、开裂等破坏现象，预测刹车盘寿命并进行优化设计。
最后，我们将分析结果进行打印和分析，根据热应力分析结果，对刹车盘的合理性进行评估。
如果出现问题，可以尝试通过改变制动片的材料、设置通风方式等方式来解决问题，提高刹车盘的寿命和安全性能。
总的来说，ABAQUS软件提供了一个重要的工具，用于对于刹车盘的热应力进行分析、寿命预测和性能优化。
通过对于刹车盘的热应力分析，我们可以有效提高机动车的安全性和使用寿命，保障行车安全。
刹车盘的热应力分析需要大量的相关数据，从材料的热物理参数到刹车盘的几何尺寸等方面都需要考虑。
下面列举了一些相关数据，并进行分析。
1. 刹车盘材料的热物理参数：例如，材料的热扩散系数、比热和密度等，这些参数会影响刹车盘在制动过程中的热传递和热应力。
制动盘的热分析
图2中显示的系统受到以下的热负载：
—特定的热源Q[W]
—单位体积的热源q[W/m3]
—应用（或规定的）在表面的温度Tp —表面磁通密度[W/m2]
—表面对流的热传递
—表面辐射的热传递
解决热量问题的方法是在一个固体上的任意一点找到温度的坐标
••
T(x，y，z，t)所以[8]：ρCpT -d i v (-k grad T)-q=0
(12)
这里
[C] Cp [N]T[N]dV
v
[K]= BT [λ] [B]d + h [N]T[N]d
V
S
v
S
F=
NT
qd
V
+
NT (Sφ+hT f+ εσ ( T -4T )4)d S
v
S
（13） (14) (15)
[C]：热容量矩阵（J/K），[K]：导热系数矩阵（W/K），F：节点热量矢
q
单位体积热源，Wm3
Φc
对流传热，W/m2
q0
进入制动盘的热流量，W
Φr
Q
具体的热源，W
Φs
Sφ
表面积，m2
Φ
ST
表面积，m2
t
时间，s
FG
t0
初始时间，s
CFD
辐射传热，W/m2 热流密度，W/m2 制动力分配比率
索引 灰口铸铁
计算流体动力学
3. 热量问题的数值模拟 1. 有限元方法
有限元法是使用在很多应用上解决偏微分方程[7]。这导致了一个连续方程 的未知因素的近似值。这些最后将变成一个成品尺寸的方程组，我们可以写成 这样的形式AU=L，U是未知的矢量，A是一个矩阵而L是一个矢量。 3.2．微 分形式
紧凑型轿车盘式制动器设计优化中的材料选择与热分析
紧凑型轿车盘式制动器设计优化中的材料选择与热分析一、材料选择：在紧凑型轿车盘式制动器的设计优化中，材料的选择是影响其性能和使用寿命的关键因素之一。
以下是几种常用的盘式制动器材料及其特点：1.1 铸铁：铸铁是应用较为广泛的盘式制动器材料之一。
它具有良好的磨损性能和热稳定性，能够承受高温磨损，并且具有较好的抗冲击性。
不过，铸铁的硬度相对较低，容易形成刹车鼓和刹车片的磨损表面接触不良，从而影响刹车效能。
1.2 碳纤维复合材料：碳纤维复合材料由碳纤维和树脂基体组成。
这种材料具有重量轻、高强度、耐腐蚀等优点。
在盘式制动器中应用碳纤维复合材料可以减轻整车重量，提高制动性能和燃油效率。
然而，碳纤维复合材料的成本较高，制造工艺复杂，且对温度敏感，可能存在高温热膨胀等问题。
1.3 钢材：钢材是制动器材料中最常用的材料之一。
它具有较好的热传导性、耐磨性和耐腐蚀性。
此外，钢材制造工艺成熟，成本相对较低。
在盘式制动器中，高碳合金钢和钢铁钎焊是常用的钢材选择。
研究显示，高碳合金钢的刹车性能较好，但同时也存在质量相对较高的问题；钢铁钎焊具有较好的刹车性能和较低的发热量。
二、热分析：紧凑型轿车盘式制动器在正常工作过程中，会产生大量的热量，因此热分析是设计优化中必不可少的一环。
以下是热分析的几个重要方面：2.1 温度场分析：通过数值计算方法，可以对盘式制动器内部的温度场进行模拟和分析。
这有助于了解刹车过程中不同位置的温度分布情况，以及热传导和热散热的效果。
通过对温度场的分析，可以优化制动器的散热结构，进一步提高制动性能和延长制动器的使用寿命。
2.2 热应力分析：制动过程中，由于热膨胀和瞬时温度变化，制动器内部会发生热应力。
通过热应力分析，可以判断制动器是否有可能发生变形、开裂等问题。
合理的材料选择和结构设计是降低热应力的关键，同时，热应力分析还可以指导制动器的优化设计和改进。
2.3 热传导分析：在盘式制动器中，热传导效果直接影响到刹车系统整体的性能和稳定性。
提速客车制动盘热应力有限元分析
提速客车制动盘热应力有限元分析新一代汽车安全系统日趋复杂，应用热应力有限元分析已成为汽车设计和安全性能评价的一种必要手段。
分析车辆由制动和轮胎系统所受到的热应力及其变形特性，对提高汽车安全性有着十分重要的意义。
近年来，在小型客车制动系统方面的研究和技术创新迅猛发展，采用高性能制动技术，使车辆拥有更强的安全性、抗滑能力和更高的灵活性。
针对小型客车的制动系统，本文以提速客车制动盘为例，研究其工作时热应力分布特性，应用有限元分析方法对提速客车制动盘的热应力进行分析，可更准确地描述拨动和转向系统的热应力和变形特性，从而有效提高汽车安全性。
首先，介绍了本研究所采用的小型客车提速制动盘形状特性，以及有限元热应力分析的基本原理和方法。
其次，根据实际制动情况，对提速客车制动盘的结构热应力进行了有限元分析，给出了结构在热载荷作用下的温度场分布图，并分析了包括剪应力在内的热应力特性。
最后，得出了提速客车制动盘的最大温度及剪应力分布结论，为下一步小型客车系统的可靠性分析和优化提供了必要参考。
热应力有限元分析技术在汽车行业中具有十分重要的地位，是汽车设计和安全性评价中的重要依据。
因此，本研究针对提速客车制动盘进行热应力有限元分析，从而进一步深入探讨了小型客车的安全性问题。
本文的研究结果可以提供给汽车制动系统的研发和设计工作者，为此类客车的可靠性分析提供参考和借鉴。
从本文研究中可以看出，采用热应力有限元分析技术，可以更加准确地分析汽车系统所受到的热应力及其变形特性，从而可以提高汽车的安全性能。
然而，由于汽车设计的复杂性和细节的多样性，有限元分析技术对汽车保有效性的提升仍然存在一定限制，因此有必要继续改进和完善有限元分析技术，以更深入地探究车辆系统动态特性和可靠性。
未来，有望推动汽车安全性能的进一步发展。
总之，本文针对提速客车制动盘进行热应力有限元分析，分析了轮胎和制动系统在制动过程中所受到的热应力及其变形特性。
本研究的结果为小型客车系统的安全性分析和可靠性优化提供了重要的参考。
碳陶制动盘热容量分析及验证
碳陶制动盘热容量分析及验证摘要基于ANSYS仿真分析软件，使用ANSYS Workbench中瞬态热分析模块，对新研制的某地铁轮装制动盘进行了热仿真分析，研究了列车初速度为160Km/h时，制动盘连续三次紧急制动下的最高温度和温度场，并与1：1台架试验的结果进行验证。
试验结果表明：仿真分析中的连续三次紧急制动的第一、第二、第三次紧急制动盘面的最高温度为402.99℃，519.92℃，578.39℃；1：1台架试验中第一、第二、第三次紧急制动盘面的最高温度为375℃，494℃，557℃，与仿真分析的最高温度最大仅相差28℃，最大误差为7.5%。
关键词碳陶制动盘；有限元仿真；温度场；1：1台架试验随着城市人口和车辆的增多，地铁以其便捷性和舒适性越来越成为人们出行的首选。
而随着地铁运行速度的提高，也对实现其制动的轮装制动盘提出了更高的要求[1]。
碳陶摩擦材料具有密度低、耐温高(1650℃)、摩擦系数高、环境适应性强、湿态摩擦系数衰减低等特点，被评为21世纪最有希望满足高速、重载与苛刻环境制动需求的新一代高性能摩擦材料。
在现实紧急制动过程中，制动盘温度因速度骤减而急速上升，且制动结束后又逐渐冷却，冷热交替循环产生的热负荷会引起龟裂纹和热疲劳，持续的使用会导致裂纹扩展，引起重大事故的发生。
因此，在制动盘的研发阶段，对其温度场进行仿真分析，能够节省大量的人力物力，并确保产品能够满足运行要求。
国内外对制动盘温度场进行仿真分析由来已久，陆壮等[6]研究了轿车制动盘加强筋对其散热性能的影响，通过改变加强筋数量及侧宽度来提高制动盘散热性能。
陈德玲等研究了3种不同材料制动盘的热特性，为制动盘材料选择及结构的设计与优化提供参考。
余毅权研究了将制动盘散热方式转化为逆向热流密度，以此对制动盘的温度场进行了仿真分析，得到铸铁制动盘温度的最大值。
然而一直以来对于极限制动后温度场的分析少有研究，因此本文从实际出发，具体分析了极限制动下的制动盘温度场情况，并与实际试验相验证，为实际生产提供理论依据。
汽车制动系统热性能试验与分析
汽车制动系统热性能试验与分析汽车制动系统是保证行车安全的重要组成部分，其热性能是衡量制动系统性能的关键指标之一。
本文将对汽车制动系统的热性能试验与分析进行探讨。
首先，汽车制动系统的热性能试验主要包括制动渐减试验、制动盘温升试验和湿润制动试验。
制动渐减试验是通过重复制动操作来评估制动性能和耐久性。
试验过程中，汽车在一定速度下以不同刹车力进行制动，观察制动性能的稳定性和持久性。
制动盘温升试验则是通过连续制动操作来评估制动盘的热稳定性和散热性能。
在试验过程中，实时监测制动盘的温度变化，并记录下来以供后续分析。
湿润制动试验是考察制动系统在湿滑路面条件下的制动性能，通过将试验车辆置于湿滑路面上进行制动操作，观察车辆制动性能的可靠性和安全性。
接下来，对于热性能试验数据的分析，主要包括制动盘温度分布分析和制动性能评估。
制动盘温度分布分析可以通过测量不同位置的制动盘温度来判断整体系统是否存在温度不均匀现象。
当制动盘温度分布不均匀时，可能会导致制动效果不稳定，甚至造成制动衰减。
此时，需要进一步分析制动盘的散热性能，找出存在的问题并进行改进。
另外，对于湿润制动试验中的数据，可以通过制动效能和制动衰减率来评估制动系统在湿滑路面下的性能。
制动效能是指车辆在湿滑路面上制动时产生的刹车力与车辆总重的比值，制动衰减率则是指车辆在湿滑路面上连续多次制动后产生的制动力下降百分比。
通过这些指标的评估，可以判断制动系统的性能是否满足要求，及时发现问题并进行调整。
除了试验与分析，汽车制动系统热性能的改进也是非常重要的。
在设计制动系统时，应注重制动盘和制动片的材料选择和结构设计，以提高散热性能。
此外，合理设计通风孔道，增强制动器的通风散热能力，也是改善热性能的有效手段。
同时，制动系统的冷却液也是提高热性能的关键因素之一，应选择适合的冷却液，保持其在正常工作状态下的温度。
综上所述，汽车制动系统的热性能试验与分析是确保行车安全的重要环节。
通过制动渐减试验、制动盘温升试验和湿润制动试验，可以评估制动系统在不同工况下的性能。
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制动盘的热分析摘要制动是一个把车辆的动能转变成机械能并必将以热的形式耗散的过程。
制动时，在制动盘和衬垫间产生的摩擦热可导致过高的温度。
更重要的是在接触过程中切向压力和相对滑动速度是很重要的。
本次主要通过ANSYS分析了制动盘的全热行为。
盘式制动器的温度分布的建模是用来确认在制动操作时所涉及到的所有的因数和输入参数，例如制动类型，制动盘的几何设计和常用的材料。
通过仿真所得到的结果是比较满意的。
关键词：干接触，制动盘，热流，传热系数1．简介在制动系统的研究中，热分析还处在一种原始阶段。
在制动阶段，温度和热梯度很高，这会产生压力和变形，这种影响会在外观和裂缝的加重上显示出来[1,2]。
然后很重要的是在盘式制动器中精确地确定温度场。
停车制动时，温度没有时间来被稳定在制动盘。
一个瞬态分析是必要的。
这对鉴定热梯度也是必不可少的，这就是需要三维建模的问题了。
热负荷表现在热通量进入制动盘通过刹车衬垫。
在制动盘和衬垫的接触面产生的大量的热量毫无疑问的引起了在域内对转子的不均匀的温度分布，然而衬垫的的环境在相互的滑动中被不断的加热[3].这种在盘式制动器的接触表面确定温度分布的瞬态热分析方法被执行了。
这种制动盘和固定衬垫相互滑动所产生的摩擦热效应分布不均匀的问题使用有限元力学模型试验有几种可能发生在汽车的应用传热系数上。
对在制动盘循环制动时的温度分布能够有一个比较，在制动过程中每一种情况分析下的能量转化在最后释放时的周期是相等的。
程序的改变是用来发展移动热源，就像热流对流冷却的分界线。
在转子旋转时准确模拟它的加热的困难通过使用代码而被忽略，这可以保证使成型的曲线负责让热通量在随后的某个时刻进入制动盘[4]。
在本次研究中，我们将会在三维空间呈现出一个数值模拟来分析全热行为和通风的盘式刹车。
基于有限元计算方法的热量的计算将利用软件ANSYS 11。
2.热量进入制动盘在一个制动系统中，机械能转化为一个发热的能量。
这个能量的特点是它是在制动阶段时制动盘和衬垫的总热量。
能量以热的形式的耗散能使温度在300℃到800℃之间上升。
在接触面的热量是摩擦力所产生的微小的塑性变形的结果。
一般来说，刹车片材料的导热系数要比制动盘的小。
我们认为，产生的热量会完全的被制动盘所吸收。
热疏散面的通量等于摩擦功率。
最初进入制动盘的热量通过下面的公式进行计算[5]：q0 =1-2Φ（）d p2Amgvzε(1)制动效能，a：车辆减速度[ms-2]，φ：制动力在前后轮的分配率，A d：制动盘被刹车片扫过的面积[m2]，V：车辆的初速度[ms-1]，εp：制动盘表面载荷分布的系数，M：汽车的质量[kg]。
图1显示了钳盘式衬垫和作用力。
载荷和制动盘表面的热通量相符合。
在计算它热量时的规格和参数被概括在表格1中。
表格1 应用几何尺寸和汽车制动参数汽车的质量—m[kg] 1385车辆初速度—v0[km/h] 28减速度—a[m/s2] 8有效转子半径—R rotor[mm] 100.5制动力的分配率—φ[%]20制动盘上电荷分布系数—εp0.5制动盘被衬垫扫过的面积—A d[mm2] 35,993制动盘的材料是有高的碳含量细粒的灰口铸铁，具有良好的热物理特性[6]。
图1.钳盘式衬垫的装配和力的应用符号名称T 温度，K a 车辆减速度，m/s 2{T}节点温度，K A 矩阵T ∙加权函数 A d 制动盘被刹车片扫过的面积，m 2T 0 初始温度，K [C] 热容量矩阵，J/K T f 流体温度，K C p 比热容，J/kg K T P 应用温度，K E 杨氏模量，Mpa T ∞ 室温，K {F} 节点失通量，W U 未知向量 g 重力加速度(9.81 m/s 2) v 汽车初速度，m/sh 对流传热系数，W/m 2K z制动效能 k 导热系数，W/mK 希腊字符k d 制动盘的导热系数，W/mK α 热膨胀系数，1/℃k p 衬垫的导热系数，W/mK ε 放射率[K] 导热系数矩阵，W/Kεp 制动盘表面载荷分布的系数L 矢量 ν 泊松系数 m汽车质量，kg ρ 质量密度, kg/m 3 n单位法线 σ 藩常量 (5.67⨯10-8 W/m 2K 4)q单位体积热源，Wm 3Φc对流传热，W/m 2q 0 进入制动盘的热流量，WΦr 辐射传热，W/m 2 Q 具体的热源，W Φs 热流密度，W/m 2 S φ 表面积，m 2 Φ制动力分配比率 S T 表面积，m 2 索引t 时间，s FG 灰口铸铁 t 0 初始时间，sCFD计算流体动力学3．热量问题的数值模拟 3.1．有限元方法有限元法是使用在很多应用上解决偏微分方程[7]。
这导致了一个连续方程的未知因素的近似值。
这些最后将变成一个成品尺寸的方程组，我们可以写成这样的形式AU=L ，U 是未知的矢量，A 是一个矩阵而L 是一个矢量。
3.2．微分形式图2中显示的系统受到以下的热负载： —特定的热源Q[W] —单位体积的热源q[W/m 3]—应用（或规定的）在表面的温度T p —表面磁通密度[W/m 2] —表面对流的热传递 —表面辐射的热传递解决热量问题的方法是在一个固体上的任意一点找到温度的坐标T(x ，y ，z ，t)所以[8]：ρC p T ∙-d i ∙v (-k gradT)-q=0 (2)图2.应用热负荷的连续方法● 边界条件T=T -p on S Tn •(-k grad T)= φs +h (Tf-T)+ εσ (4T ∞-T 4) on S φS=S T S φ, ST S φ=Φ (3)● 在t=t 0时的初始条件：T(x,y,z,t o )=T 0(x,y,z) (4) 这里，ρ：材料的密度(kg/m 3)，C p ：比热容(J/kgK)这个方程组被写在下面的公式中[9-11]：*vT ⎰ρC p d v +vgrad ⎰ *T (-k grad T) v d -*T ⎰(φs +h(T f -T) + εσ(4T ∞-T 4))- *vT⎰qd v =0∀*T (5)*T 是加权函数（或者功能测试）。
最初的和接下来的边界条件：T(x,y,z,t o )=T 0(x,y,z)和T=T p on (6) 温度场T(x,y,z,t)在整个领域V 中的表达[8]：T(x,y,z,t) = [N 1(x,y,z) N i (x,y,z) N n (x,y,z)]()()()1i nT T T t t t ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭= [N]{}T (7) [N(x,y,z)]：插值矩阵，(){}T t ：节点温度的矢量。
通过带入下列的关系到公式（5）中：T= [N]{}T (8)*T =[N]{}T ∙(9){}gradT =[B]{}T avec[B]= [ {}1B {}i B {}n B ] (10)*T =[N]{}T ∙={}*T T [N]T , {}*gradT =[B]{}*T , {}*gradT T ={}*T T [B]T (11)我们得到{}*T T（[C] {}T ∙+[K] {}T -{}F =0 (12)这里 [C]pCvρ⎰[N]T [N]d V （13）[K]=[]TB v⎰[λ] [B]d V +S h ϕ⎰[N]T [N]d S (14){}F =[]TN v⎰qd V +[]TS N ϕ⎰(S φ+hT f + εσ (4T ∞-T 4))d S (15)[C]：热容量矩阵（J/K ），[K]：导热系数矩阵（W/K ），{}F ：节点热量矢量(W)，{}T ：节点温度矢量（K ）。
3.2.初始条件我们假设制动盘的初始温度是不变的。
在时间 t = 0 时 T(x,y,z,t) = 60℃ (16) 3.3.边界条件这是一个瞬态的边界热问题：● 一个热通量进入制动盘局限在两边的钳盘式衬垫的接触带。
●在制动盘的自由表面的对流热传递的交流系数h 取决于时间，因为圆盘的旋转速度随时间的变化而变化。
每个制动盘表面的的换热系数h 是利用有限元分析软件ANSYS CFX 模块来进行计算和输入的。
4.计算机软件ANSYS 的简介ANSYS 软件程序由美国在1970年所创造；它的模块程序是利用有限元方法来解决模型的预先离散。
它用于本次研究的模块是：● ANSYS 工作台：这个平台提供了一个不同的用于原始的计算机代码ANSYS 的构造模型的方法[12]。
它特别适用于处理那些复杂的几何体和没有认可的使用者的情况。
在这种环境下，使用者是在几何体上工作而不是模型。
在开始解决方案之前，使用者可以通过这个平台将这些数据转化并引入进软件ANSYS 。
生成的有限元模型通过插入特定的ANSYS 命令代码来处理。
● 有限元分析软件ICEM CFD ：这是网络生成的软件，应用在流体力学和机械结构。
●有限元分析软件CFX：本软件是设计用来执行流体力学的模拟仿真的。
●有限元分析软件Metaphysics：本产品含有ANSYS仿真代码的所有模块。
图3显示了在工作台上用有限元分析软件CFX模拟的阶段。
图3 软件CFX的仿真步骤[12]5.对流交换系数(h)的确定5.1.简介热分析系统需要对由摩擦所产生的热量有一个精确的测定和这些能量在制动盘和刹车衬套之间的分布。
紧急刹车时，所有的在接触面产生的热量和被制动盘和刹车衬套吸收的热量相等。
当一辆汽车在刹了车，一部分的摩擦热通过对流和放射而逸散到了周围的空气中。
因此，传热系数的确定是非常必要的。
然而它们的计算是相当困难的，因为这些系数是由地点、制动系统的构造、车辆的速度和空气流通的结果所决定的。
由于热量的放射的过程不是太重要，我们将决定使用软件ANSYS CFX，但是只对制动盘的对流系数。
这个系数将用来确定制动盘温度的三维分布。
5.2.ANSYS CFX建模第一阶段是在ANSYS工作台上建立含有研究领域的模型CFD。
我们认为我们只用了制动盘的四分之一，然后我们定义空气场围绕着制动盘。
有限元分析软件ANSYS ICEM CFD将使各种表面与这两个域场适合为了促进啮合当中一个将会通过命令“对cfx的输出量”将结果输送向软件CFX。
在得到软件CFX Pre的模型和规定的边界条件后，我们必须明确这些物理价值在软件CFX中开始起作用来开始计算。
制动盘与四个绝热表面和流体域上的两个对称表面有关，它的环境温度等同于20℃[13]。
一个不稳定状态的分析是必要的。
图4显示了软件CFD的详尽的模型，这个模型将被用在有限元分析软件ANSYS CFX Pre中。
图4 制动盘在CFD中的模型a）物理模型：在这一步中，说明了所有的流体和固体的物理特性。
网格划分后，明确所有的不同的模型的参数能够开始分析。
b）领域的定义：最开始，一个有效的详尽的模型和一个在计算热传递热量的活化的选项。