充分考慮了風(fēng)力機(jī)制動(dòng)盤不同表面有不同的邊界條件,將制動(dòng)盤和摩擦襯片各分為了3部分,分別分析和討論了其邊界條件。在此基礎(chǔ)上建立了風(fēng)力機(jī)盤式制動(dòng)器的熱—結(jié)構(gòu)耦合模型,使用直接耦合的方法,利用有限元軟件ansys模擬了制動(dòng)盤的溫度場(chǎng)、摩擦襯片的應(yīng)力場(chǎng)。模擬結(jié)果顯示:摩擦襯片上溫度分布是不均勻的,制動(dòng)盤上的應(yīng)力分布也是不均勻的,制動(dòng)盤應(yīng)力分布最高的區(qū)域集中在摩擦接觸表面;溫度越高的區(qū)域應(yīng)力也就越高,應(yīng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分布基本是一致的。 

【文章來(lái)源】：太原科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2018,39(05)

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

風(fēng)力機(jī)摩擦襯片的等效應(yīng)力分布.131E+08.522E+08.130E+09.209E+09.287E+09.365E+09.913E+08.170E+09.248E+09.326E+09!b"10 s#$%&’()*+

部分區(qū)域不受散熱以及熱輻射影響，因而溫度會(huì)一直升高。而摩擦襯片四周表面也吸收儲(chǔ)存了差不多相同多的熱量，產(chǎn)生的溫度梯度是很小的，所以摩擦襯片中心的熱量擴(kuò)散的很慢。而摩擦襯片四周因?yàn)榕c周圍空氣的強(qiáng)制熱對(duì)流和熱輻射，相對(duì)來(lái)說(shuō)擴(kuò)散的熱量相對(duì)較多。3．2風(fēng)力機(jī)制動(dòng)盤的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)模擬結(jié)果5.35687thermalstructural289.236147.296431.175715.054998.9331282.81573.114856.9931140.87NODALSOLOTTCNTIME=2TEMP(AVG)RSYS=0SMN=5.35687SMX=1282.81MAR13201721:28:20PLOTNO.1圖3風(fēng)力機(jī)制動(dòng)盤的溫度分布Fig．3Equivalentstressdistributionofwindturbinefrictionlining從圖3可以看出制動(dòng)盤表面溫度的分布是不均勻的，制動(dòng)盤外側(cè)的溫度最高，內(nèi)側(cè)的溫度最低。摩擦襯片與制動(dòng)盤的摩擦區(qū)域主要集中在制動(dòng)盤的外側(cè)，所以溫度最先升高的區(qū)域也在制動(dòng)盤的外側(cè)，同樣的制動(dòng)盤外側(cè)也是溫度升高的最快的區(qū)域。制動(dòng)盤內(nèi)側(cè)因?yàn)闆](méi)有摩擦產(chǎn)生的熱量，溫度的升高主要依靠制動(dòng)盤外側(cè)與內(nèi)側(cè)的溫度產(chǎn)生的溫度梯度造成的熱傳導(dǎo)，所以制動(dòng)盤內(nèi)側(cè)的溫度升高的也不快。隨著時(shí)間的增加，摩擦產(chǎn)生的熱量急劇增大，風(fēng)力機(jī)盤式制動(dòng)器的短時(shí)間內(nèi)無(wú)法完全使這些熱能消散，所以制動(dòng)盤的溫度也隨著制動(dòng)時(shí)間的增加而增加。制動(dòng)盤的溫度的較高點(diǎn)主要分布在制動(dòng)盤與摩擦襯片的接觸摩擦處，這是因?yàn)樵谶@些區(qū)域溫度的升高主要是因?yàn)橹苿?dòng)盤和摩擦襯片間的摩擦生熱，而非接觸摩擦區(qū)域的溫度主要是因?yàn)榻佑|摩擦處比非接觸摩擦處的溫度高，產(chǎn)生了溫度梯度，接觸摩擦處的溫度通過(guò)溫度的傳遞到非接觸摩擦處，所以非接觸區(qū)域的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于接觸摩擦處的溫度。從整個(gè)制動(dòng)盤來(lái)看，溫度的分布是不均勻?

469.128424.913380.694336.475292.256248.037203.818159.599115.3871.16126.94201.22.43.64.86(X10**-2).61.834.25.4DIST圖4風(fēng)力機(jī)制動(dòng)盤表面溫度沿徑向的變化曲線Fig．4Theradialsurfacetemperatureofwindbrakingplate的分布沿著徑向方向先升高再下降。這是因?yàn)橹苿?dòng)盤溫度較高的區(qū)域?yàn)槟Σ林苿?dòng)的區(qū)域，而溫度較低的區(qū)域?yàn)榉悄Σ羺^(qū)域，也就是從制動(dòng)盤摩擦區(qū)域到摩擦區(qū)域再到非摩擦區(qū)域。在距離為1．4左右制動(dòng)盤的溫度開(kāi)始有明顯的趨勢(shì)，上升的趨勢(shì)一直持續(xù)到3．7左右，之后開(kāi)始下降。而到5．4左右的地方，制動(dòng)盤的溫度下降到了80℃左右。而制動(dòng)盤最外面的表面的溫度為71．942℃．4結(jié)論(1)風(fēng)力機(jī)制動(dòng)盤不同表面有不同的邊界條件。摩擦襯片的應(yīng)力隨著制動(dòng)時(shí)間的增加而增加。(2)風(fēng)力機(jī)制動(dòng)過(guò)程由溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)共同作用的，不是獨(dú)立存在的，兩者存在耦合關(guān)系。(3)風(fēng)力機(jī)制動(dòng)盤在接觸摩擦區(qū)域的溫度和應(yīng)力最大。同時(shí)制動(dòng)盤和摩擦襯片的溫度和應(yīng)力分布都不均勻。參考文獻(xiàn):［1］BARBERJR．ThermoelasticInstabilitiesintheSlidingofComformingSolids［J］．ProceedingsoftheRoyalSocietyA，1970，15(4):381-394．［2］VOLDRICHJ．Frictionallyexcitedthermoelasticinstabilityindiscbrakes—Transientprobleminthefullcontactregime［J］．InternationalJournalofMechanicalSciences，2007，49(2):129-137．［3］DUZGUNM．Investigationofthermo-structuralbehaviorsofdifferentventilationapplicationsonbrakediscs［J］．JournalofMe-chanicalScienceandTechnolo


本文編號(hào)：3071892