شبیه سازی توزیع دما و فشار در ترمزهای دیسکی به روش اجزاء محدود

جواد رضائي¹ محمود مرادی² داريوش ركرك³

1) دانشجوي كارشناسي ارشد،گروه مكانيك-دانشگاه آزاد اسلامي واحد
2) استادیار مهندسی مکانیک دانشگاه ملاير -
3) دانش آموخته كارشناسي ارشد،گروه مكانيك-دانشگاه آزاد اسلامي واحد

محل انتشار : سومین کنفرانس بین المللی علوم و مهندسی(3icesconf.com)
چکیده :
دیسک و لنت از مهمترین اجزاء سیستم ترمزی هر خودرویی می باشد. در هنگام ترمزگیری انرژی جنبشی و حرارتی خودرو در ناحیه تماسی دیسک و لنت به گرما تبدیل می شود که بخش اعظم آن در دیسک و لنت پخش گردیده و باعث بالا رفتن دما می شود. هدف اصلی این تحقیق، تحلیل ترمومکانیکی و بررسی توزیع دما و فشار بین لنت و دیسک در ترمزهای دیسکی با به دست آوردن الگویی مناسب جهت شناسایی نقاط داغ بین آنها از طریق شبیه سازی با استفاده از نرم افزار ABAQUS، بمنظور بهینه سازی و ارتقاء سیستم ترمز دیسکی می باشد. به همین منظور مدل سه بعدی از دیسک و لنتها تهیه شده و شرایط مرزی با توجه به نوع سیستم ترمز بر روی آن اعمال شده است. سیستم ترمزی که در این تحقیق مورد شبیه سازی قرار گرفته از نوع کالیپر معلق میباشد و با در نظر گرفتن شرایط مساوی در دو طرف دیسک، تحت فشار اعمالی قرار گرفته است. با توجه به تغییرات شعاعی و محوری ناشی از دما در دیسک، سیستم ترمز دیسکی به صورت کوپل کامل ترمومکانیکی مورد شبیه سازی قرار گرفته است. بطور کلی، این پروژه در دو مرحله تحلیلی زیر انجام شده است.در مرحله اول، حالت یکبار ترمزگیری که در آن دیسک بعد از دوران به میزان 60 درجه در مدت زمان 35 هزارم ثانیه متوقف شده است و در مرحله دوم برای حالت ترمز گیری پیوسته، با فرض توقف دیسک پس از مدت زمان 3 ثانیه، کار انجام شده است.در حالت یکبار ترمزگیری مشاهده شد که دما به صورت پلکانی در هر لحظه افزایش پیدا می کند، که این افزایش در لنت و دیسک متفاوت است. اثر تغییرات فشار در این حالت در سه مرحله مورد بررسی قرار گرفت، و مشاهده شد که با افزایش فشار دمای سطح دیسک بصورت خطی افزایش می یابد. همچنین با تغییر دادن سرعت دوران دیسک و ثابت نگه داشتن سایر پارامترها، اثر سرعت دوران بر توزیع دمای دیسک مورد بررسی قرار گرفت.در حالت ترمزگیری پیوسته، به منظور صحه گذاری بر کارهای انجام شده مقایسه با یک کار انجام شده صورت گرفته است. در این حالت مشاهده شد که رشد دمای دیسک به صورت پلکانی و در حدود 1 درجه در هر مرحله افزایش می یابد و با نزدیکتر شدن به زمان توقف با توجه به کمتر شدن سرعت چرخش دیسک و بیشتر شدن فرصت خنک کاری، دما نیز پایین می آید. بیشترین دمای مشاهده شده در این حالت، دمای 26/84 درجه سانتیگراد در زمان 2 ثانیه بعد از ترمزگیری به ثبت رسید. رفتار مشابهی در مرجع مورد مقایسه نیز دیده شد که خود تاییدی بر کارهای انجام شده می باشد
کلمات کلیدی : دیسک و لنت ترمز توزیع دما توزیع فشار روش المان محدود تحلیل بین لنت و دیسک