充分考慮了風力機制動盤不同表面有不同的邊界條件,將制動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。在此基礎上建立了風力機盤式制動器的熱—結構耦合模型,使用直接耦合的方法,利用有限元軟件ansys模擬了制動盤的溫度場、摩擦襯片的應力場。模擬結果顯示:摩擦襯片上溫度分布是不均勻的,制動盤上的應力分布也是不均勻的,制動盤應力分布最高的區(qū)域集中在摩擦接觸表面;溫度越高的區(qū)域應力也就越高,應力場和溫度場的分布基本是一致的。 

【文章來源】：太原科技大學學報. 2018,39(05)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

風力機摩擦襯片的等效應力分布.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，因而溫度會一直升高。而摩擦襯片四周表面也吸收儲存了差不多相同多的熱量，產生的溫度梯度是很小的，所以摩擦襯片中心的熱量擴散的很慢。而摩擦襯片四周因為與周圍空氣的強制熱對流和熱輻射，相對來說擴散的熱量相對較多。3．2風力機制動盤的溫度場和應力場模擬結果5.35687thermalstructural289.236147.296431.175715.054998.9331282.81573.114856.9931140.87NODALSOLOTTCNTIME=2TEMP(AVG)RSYS=0SMN=5.35687SMX=1282.81MAR13201721:28:20PLOTNO.1圖3風力機制動盤的溫度分布Fig．3Equivalentstressdistributionofwindturbinefrictionlining從圖3可以看出制動盤表面溫度的分布是不均勻的，制動盤外側的溫度最高，內側的溫度最低。摩擦襯片與制動盤的摩擦區(qū)域主要集中在制動盤的外側，所以溫度最先升高的區(qū)域也在制動盤的外側，同樣的制動盤外側也是溫度升高的最快的區(qū)域。制動盤內側因為沒有摩擦產生的熱量，溫度的升高主要依靠制動盤外側與內側的溫度產生的溫度梯度造成的熱傳導，所以制動盤內側的溫度升高的也不快。隨著時間的增加，摩擦產生的熱量急劇增大，風力機盤式制動器的短時間內無法完全使這些熱能消散，所以制動盤的溫度也隨著制動時間的增加而增加。制動盤的溫度的較高點主要分布在制動盤與摩擦襯片的接觸摩擦處，這是因為在這些區(qū)域溫度的升高主要是因為制動盤和摩擦襯片間的摩擦生熱，而非接觸摩擦區(qū)域的溫度主要是因為接觸摩擦處比非接觸摩擦處的溫度高，產生了溫度梯度，接觸摩擦處的溫度通過溫度的傳遞到非接觸摩擦處，所以非接觸區(qū)域的溫度遠遠低于接觸摩擦處的溫度。從整個制動盤來看，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風力機制動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。這是因為制動盤溫度較高的區(qū)域為摩擦制動的區(qū)域，而溫度較低的區(qū)域為非摩擦區(qū)域，也就是從制動盤摩擦區(qū)域到摩擦區(qū)域再到非摩擦區(qū)域。在距離為1．4左右制動盤的溫度開始有明顯的趨勢，上升的趨勢一直持續(xù)到3．7左右，之后開始下降。而到5．4左右的地方，制動盤的溫度下降到了80℃左右。而制動盤最外面的表面的溫度為71．942℃．4結論(1)風力機制動盤不同表面有不同的邊界條件。摩擦襯片的應力隨著制動時間的增加而增加。(2)風力機制動過程由溫度場和應力場共同作用的，不是獨立存在的，兩者存在耦合關系。(3)風力機制動盤在接觸摩擦區(qū)域的溫度和應力最大。同時制動盤和摩擦襯片的溫度和應力分布都不均勻。參考文獻:［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：3071892