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마찰 및 마모 방정식의 열역학을 사용하여 버스 하차 지점에서 환기식 브레이크 디스크의 최대 온도 평가
알렉산더 옙투셴코, 피터 게게스
Bialystok 기술 대학교 기계공학부, 45C Wiejska Street, Bialystok, 15-351, 폴란드 전화: + 1 - 48-85-7469200.
본 논문에서는 FEM을 사용하여 여러 제동 과정 중 브레이크 디스크의 일시적인 온도 변화를 수치적으로 계산합니다. 연구의 주요 목적은 다양한 대류 냉각 조건에서 평균 온도, 플래시 온도 및 최대 온도를 결정하고 비교하는 것입니다. 플라잉 디스크의 확립된 수치 모델은 항공기 속도의 상호 결합을 고려합니다. 온도, 브레이크 요소 재료의 열 민감도, 접촉 압력 및 대류 열 전달은 모두 HDFW(열 역학적 마찰 및 마모)의 가정과 일치합니다. 운동 방정식의 초기값 문제의 해와 열전도의 경계값 문제의 해를 결합하여 결합이 얻어집니다.
키워드: 온도, 디스크 브레이크, 마찰계수, 열전달계수, 유한요소법
1. 소개
제동 시스템의 마찰 요소 온도 증가는 접촉 압력, 차량 속도, 재료 특성, 마찰 계수, 패드 및 디스크 마모, 대류 및 복사 열 전달과 같은 작동의 상호 의존적 특성에 영향을 미칩니다. ] . 마찰 가열은 후속 적용의 초기 온도가 이전 제동 사이클 시작 시 해당 온도보다 높을 때 냉각 기간이 상대적으로 짧은 반복된 제동 사이클 조건에서 특히 강합니다. 다중 제동 과정에서는 단일 단시간 제동에 비해 계산 모델의 단순화 도입으로 인해 과정 시간이 길고 오류가 누적될 수 있으므로 마찰 표면 온도의 정확한 결정도 어려워집니다. .더 어렵습니다 [3].
전기 히터. 디스크를 약 200°C까지 균일하게 가열한 후, 다양한 일정한 각속도에서 온도 강하를 측정했습니다. 브레이크 디스크 내의 온도장을 계산하기 위해 전산유체역학(CFD) 방법이 사용됩니다. 휠 어셈블리는 분석에서 고려되지 않았습니다. 연구의 주요 목표는 국지적 흐름 조건으로부터 대류 열전달 계수의 분포를 결정하는 것입니다. 그런 다음 휠 조립 및 드래그 제동 조건을 갖춘 FE 제동 모델을 시뮬레이션했습니다.
문헌[4]에서는 브레이크 디스크 내부의 열 전달에 대한 실험적 연구와 수치 계산을 수행하여 냉각 특성을 얻었습니다. 열전도, 대류 및 열 복사가 고려됩니다. 열전대와 적외선 센서를 사용하여 회전 장치에서 공기 흐름 특성과 온도를 측정했습니다. 본 연구에서는 일반적인 제동 작동 조건과 달리 열원은 다음과 같다.
문헌[5]에서는 FEM 및 Taguchi 기술을 사용하여 브레이크 부품 설계 및 재료 요인이 브레이크 성능에 미치는 영향을 연구했습니다. 계산 모델에서는 대류 및 복사 열 전달이 모두 고려됩니다. 대류 열전달 계수를 평가하기 위해 난류 교차 흐름에서 회전 디스크를 나타내는 Nusselt 수가 지정됩니다. 레이놀즈 수를 계산할 때 특성 길이는 브레이크 디스크의 반경과 같고 속도는 차량 속도에 해당합니다. 추가 감소 계수를 사용하면 브레이크 어셈블리를 둘러싼 다른 차량 구성 요소를 고려할 수 있습니다. Prandtl 수의 구성요소를 포함하는 유사한 공식이 참고문헌 [6]에서 열 전달 계수를 결정하는 데 사용됩니다. 지표면 아래 위치별 온도 변화와 냉각 효율은 α[=(열대류)로 표현됩니다.
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완팡 데이터
원문번역제공: Google