Термічний та напружено-деформований стан пар тертя вентильованих дискових гальм легких транспортних засобів

Анотація

Робота представляє собою дослідження теплової поведінки та напружено-деформованого стану вентильованих дискових гальм легких транспортних засобів (скутерів, електробайків, квадроциклів, тощо) за допомогою розрахункового середовища ANSYS в різних режимах випробувань. Моделювання розподілу температури в роторі (диску) і відповідних гальмівних колодках визначається з урахуванням ряду факторів і вхідних параметрів під час операції гальмування: величини швидкості обертання, зазору між колодками і диском, швидкості прикладення навантаження, теплового розширення та ін. Чисельне моделювання перехідного теплового поля та поля напружень в області контакту колодок та диску здійснюється методом послідовного термоструктурного зв’язку проміжних розрахункових станів моделі гальм у середовищі ANSYS Coupled Field Transient. Для комплексної оцінки поведінки гальм в публікації розглядаються два підходи навантажень: стале (тривалістю 20 с) з фактором впливу у вигляді температурного розширення в результаті тертя контактних пар; лінійне навантаження з боку колодок на диск з відповідним зростанням тиску аж до моменту блокування обертання системи.  Також дослідження включає в себе оцінку впливу вентиляційних каналів ротора на характер плями контакту з гальмівними колодками (відкритий дальній контакт, контакт ковзання, залипання тощо). Крім того, показано, що незважаючи на лінійне зростання тиску колодок на ротор, графіки температур, об’єму (теплового розширення) і напружень мають параболічний характер із непропорційним зростанням показників. Такий результат змушує прийти до висновку, що неможливо передбачити поведінку гальм на основі аналізу короткого проміжку часу експерименту - проведення довгострокових аналітичних досліджень є надзвичайно важливим у випадку гальм.