利用ABAQUS软件进行航空机轮刹车热分析
航空轮胎胎坯径向均匀性建模分析
航空轮胎胎坯径向均匀性建模分析的报告，800字
航空轮胎胎坯径向均匀性建模分析报告
本文旨在分析航空轮胎胎坯径向均匀性，采用建模方法优化设计参数，实现轮胎寿命和性能稳定。
1. 概述
航空轮胎是航空机动部件中重要的一部分，也是堆叠滚动装载性能相关的主要组件。
不同尺寸、不同规格的航空轮胎胎坯都有一定的径向均匀性要求。
如果航空轮胎胎坯径向均匀性不好，将会影响轮胎的使用性能，从而影响机动部件的安全使用。
2. 建模对象及方法
建模对象为航空轮胎胎坯径向均匀性，采用Abaqus模拟系
统进行建模。
首先，根据轮胎设计参数，建立三维几何模型；然后，设定材料参数和载荷参数，依据实际应用情况定义计算方法；最后，采用精度检查，增加外部载荷，模拟轮胎的行驶过程，并对轮胎进行试验，获得航空轮胎胎坯径向均匀性的建模结果，并结合实际应用情况，分析航空轮胎胎坯径向均匀性的影响因素。
3. 结论
本次分析结果表明，航空轮胎胎坯径向均匀性受设计参数、载荷参数和外部载荷影响最大。
因此，在设计航空轮胎时，应充分考虑轮胎胎坯径向均匀性，同时做好实验测试，以保证轮胎的使用性能稳定。
ABAQUS热应力分析实例详解
热应力分析实例详解学习要点通过实例分析，学习如何进行热应力分析，并掌握ABAQUS/CAE 的以下功能：1）在Material 功能模块中，定义线胀系数；2）在Load 功能模块中，使用预定义场（predefined field）来定义温度场；实例1：带孔平板的热应力分析定义材料属性——Property Property——Material——Edit——steelMechanical——Elastic, 输入弹性模量和泊松比定义材料属性——Property Property——Material——Edit——steelMechanical——Expansion, 输入线胀系数定义边界条件——Load定义边界条件——Load定义边界条件——Load固支边界条件使用预定义场定义初始温度Load——PredefinedField Manager使用预定义场使模型温度升高至120℃网格划分——Mesh结果分析——Visualization小结在ABAQUS中进行热应力分析的基本步骤：⏹定义线胀系数⏹定义初始温度场⏹定义分析步中的温度场实例2：法兰盘感应淬火的残余应力场模拟问题描述：◆表面感应淬火是一种工程中常用的热处理工艺，其原理是使用感应器来对工件的局部进行加热，然后迅速冷却，从而使工件表面产生残余压应力，抵消工作载荷所产生的一部分拉应力。
◆表面感应淬火可显著提高工件弯曲疲劳抗力和扭转疲劳抗力，工件表面产生的马氏体具有良好的耐磨性。
实例2：法兰盘感应淬火的残余应力场模拟 本例中的法兰盘经淬火后，由试验测得法拉盘的内圆角表面残余压应力约为-420MPa。
法拉盘的一端固定，另一端的整个端面受向下的面载荷p=100MPa，法拉盘内孔直径为24mm，材料的弹性模量为210000MPa，泊松比为0.3，线胀系数为1.35e-5/ ℃。
要求：模拟分析感应淬火所产生的残余应力场，并分析此残余应力场在缓和应力集中方面所起的作用。
飞机刹车装置受力的有限元分析及结构优化设计
飞机刹车装置受力的有限元分析及结构优化设计飞机刹车系统是飞机安全运行的重要组成部分，而刹车装置在飞机起降和地面滑行时受到巨大的受力作用。
为了确保刹车系统的安全可靠性，需要进行有限元分析及结构优化设计，以确保刹车系统在受到巨大受力时不会出现失效或损坏。
本文将对飞机刹车装置受力的有限元分析及结构优化设计进行探讨，以期能够为飞机刹车系统的优化提供参考。
一、飞机刹车装置的受力分析飞机刹车装置在飞机起降和地面滑行时承受着多方面的受力作用，包括来自刹车踏板的作用力、来自刹车气压缸的作用力、来自地面和飞机本身的重力等方面。
这些受力作用会对刹车装置产生巨大的应力，从而影响其安全性和可靠性。
有限元分析是必不可少的工具，用于模拟刹车装置在各种受力条件下的应力分布和变形情况，以评估其受力性能。
有限元分析是一种数值计算方法，通过将结构分割为有限个小单元来进行模拟，然后利用数值方法求解整个结构的应力和变形情况。
在进行飞机刹车装置的有限元分析时，需要考虑到刹车装置的结构特点、受力条件、材料属性等方面的因素，以确保分析结果的准确性和可靠性。
二、飞机刹车装置的结构优化设计在进行有限元分析的基础上，需要对飞机刹车装置进行结构优化设计，以改善其受力性能和安全可靠性。
结构优化设计是通过调整结构形状、尺寸、材料等参数，来达到提高结构性能和降低结构重量的目的。
在飞机刹车装置的结构优化设计中，需要考虑到以下几个方面的因素：1. 结构形状优化：通过改善刹车装置的结构形状，可以减少其受力集中区域，提高其受力均匀性，从而改善其受力性能和耐久性。
2. 结构尺寸优化：通过调整刹车装置的尺寸，可以降低其自重和惯性力，减少其对飞机的额外负荷，提高其使用寿命。
3. 材料优化：选择适当的材料，可以提高刹车装置的强度和硬度，从而增强其抗压、抗弯和抗疲劳性能。
4. 热力学优化：考虑刹车装置在受力时可能产生的热量和热膨胀，进行热分析和热力学优化，以确保刹车装置在高温和高压下依然能够正常工作。
ABAQUS有限元分析软件在机械行业的应用
当前，ＣＡＤ在机械行业的产品辅助设计中已经日趋成熟，它为企业带来的巨大变革有目共睹，但机械制造商也越来越认识到，在工业产品日趋复杂化的今天，在创新创造价值的今天，在由“中国制造”走向“中国创造”的今天，仅靠ＣＡＤ很难提高产品的性能，为自己赢得优势地位。
在未来的产品开发过程中，机械制造商越来越需要依靠高性能计算技术和有限元分析手段来获得创新的设计。
产品的有限元分析越逼近真实，其设计水平就越高，其工业成本就能降低，产品质量就能不断提高，产品投放市场的速度就能不断加快，最终达到增强市场竞争优势的目的。
ＡＢＡＱＵＳ正是模拟真实世界的有限元工具。
ＡＢＡＱＵＳ始终领导着世界非线性ＣＡＥ领域的发展方向，其产品包括以下模块：ＡＢＡＱＵＳ／ＣＡＥ、ＡＢＡＱＵＳＦＯＲＣＡＴＩＡ（前后处理模块）和ＡＢＡＱＵＳ／Ｓｔａｎｄａｒｄ（隐式求解器模块）、ＡＢＡＱＵＳ／Ｅｘｐｌｉｃｉｔ（显式求解器模块），这些技术被广泛用于航空航天、电子、医疗、耐用品、汽车、国防、石化、能源、材料工程等各个工业领域。
通过ＡＢＡＱＵＳ仿真可以帮助工程师在早期设计阶段对产品的设计及制造过程中的各种问题进行预测仿真，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到复杂的非线性问题，从而缩短设计周期，提高产品的性能质量，节约资金，赢得市场。
ＡＢＡＱＵＳ软件的功能可以归纳为线性分析、非线性和瞬态分析及机构分析三大块：一是线性静力学，动力学和热传导；静强度／刚度、动力学和模态、热力学和声学等；金属和复合材料、应力、振动、声场、压电效应等。
二是非线性和瞬态分析；汽车碰撞，飞机坠毁、电子器件跌落，冲击和损毁等；接触，塑性失效，断裂和磨损，橡胶超弹性等。
三是多体动力学分析；挖掘机机械臂运动分析、起落架收放、汽车悬架、微机电系统ＭＥＭＳ，医疗器械等。
在机械行业，ＡＢＡＱＵＳ能够提供满足各种工程应用的分析功能。
从简单线性分析到复杂非线性分析，从多刚体动力学分析到非线性柔性系统的动力学分析，从稳态分析到瞬态分析，ＡＢＡＱＵＳ软件均能提供完整的分析仿真解决方案。
abaqus自己总结
abaqus自己总结Abaqus在工程分析中的应用随着科学技术的不断发展，越来越多的工程领域开始使用计算机模拟技术来分析和解决问题。
Abaqus作为一种先进的有限元分析软件，已经被广泛应用于机械、航空航天、汽车等领域的工程分析中。
Abaqus可以帮助工程师和设计师进行结构分析。
这意味着可以使用Abaqus来预测结构的响应和行为，从而优化结构设计和材料选择。
通过使用Abaqus，可以确定结构在载荷下的应力和变形，以及结构的稳定性和疲劳寿命等重要参数。
这些参数可以帮助工程师评估结构的安全性和可靠性，并为结构的优化提供指导。
Abaqus可以用于热力学分析。
这意味着可以使用Abaqus来模拟材料和结构在高温、低温、变形等条件下的行为。
热力学分析可以帮助工程师和设计师评估材料的性能，例如热膨胀系数、热导率等。
同时，它还可以用于预测材料在高温环境下的变形和破坏行为，这对于航空航天和火箭发动机等高温环境下的应用非常重要。
第三，Abaqus可以用于流体力学分析。
这意味着可以使用Abaqus来模拟流体在管道、泵、阀门等设备中的流动。
通过流体力学分析，可以预测流体的速度、压力、温度和浓度等参数，从而优化设备设计和流体控制系统。
例如，可以使用Abaqus来模拟飞机的空气动力学性能，从而优化飞机的燃油效率和稳定性。
Abaqus还可以用于多物理场耦合分析。
这意味着可以使用Abaqus来模拟不同物理场之间的相互作用，例如机械-热力学耦合、流体-结构耦合等。
通过多物理场耦合分析，可以更准确地预测结构和材料的行为，从而提高模拟的精度和可靠性。
总的来说，Abaqus在工程分析中的应用非常广泛，它可以帮助工程师和设计师优化结构设计、预测材料性能、优化流体控制系统等等。
因此，掌握Abaqus的使用方法和技巧可以帮助工程师和设计师更好地解决实际问题，提高工作效率和工作质量。
abaqus切向摩擦系数
abaqus切向摩擦系数概述在工程领域，材料之间的摩擦是一个重要的研究方向。
ab aq us是一种常用的有限元分析软件，在模拟材料行为和结构力学方面广泛应用。
切向摩擦系数是a ba qu s中一个关键参数，它用于描述不同材料之间的摩擦行为。
本文将介绍a baq u s切向摩擦系数的定义、应用以及对模拟结果的影响。
定义切向摩擦系数是指材料或接触面之间的相对滑动时，切向力与法向力之比。
在ab aq us中，切向摩擦系数是通过定义界面属性（面对面接触）或者接触属性（点对面接触）来实现的。
切向摩擦系数常用字母μ表示，其较大的值表示较大的摩擦阻力，较小的值表示较小的摩擦阻力。
应用切向摩擦系数在a ba q us中广泛应用于各种工程领域，例如土木工程、机械工程、航空航天工程等。
下面将分别从这几个领域来介绍切向摩擦系数的应用。
土木工程在土木工程中，切向摩擦系数常用于模拟土壤和结构之间的相互作用。
例如，在模拟地震时，切向摩擦系数可以影响土壤的相对滑动，从而影响结构的稳定性和变形行为。
机械工程在机械工程中，切向摩擦系数通常用于模拟接触面之间的滑动和摩擦行为。
例如，在设计机械装置或者传动系统时，需要考虑接触面之间的摩擦力以及传递力矩的情况，切向摩擦系数就成为了一个重要的参数。
航空航天工程在航空航天工程中，切向摩擦系数常用于模拟飞行器的起降过程以及轮胎与跑道之间的摩擦行为。
切向摩擦系数的选取对于飞行器的安全起降以及制动效能起着重要的影响。
模拟结果的影响切向摩擦系数的选择对于模拟结果具有重要的影响。
如果选择了较大的切向摩擦系数，摩擦阻力将增大，从而导致更大的接触力和摩擦力。
反之，如果选择了较小的切向摩擦系数，则摩擦阻力会减小。
因此，在模拟过程中，需要根据实际情况选择合适的切向摩擦系数，以得到准确的模拟结果。
结论切向摩擦系数是a baq u s中一个重要的参数，用于描述不同材料之间的摩擦行为。
它在土木工程、机械工程和航空航天工程等领域有广泛的应用。
abaqus 空气换热系数
abaqus 空气换热系数全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：Abaqus是由达索系统公司开发的一款强大的有限元分析软件，广泛应用于工程领域的各种模拟分析工作。
在工程设计过程中，空气换热系数是一个非常重要的参数，它用于描述空气与其他物体之间的热量传递效率。
本文将介绍Abaqus中如何进行空气换热系数的模拟分析以及如何优化设计。
空气换热系数是描述空气与其他物体之间热量传递效率的一个重要参数，通常用符号“h”表示。
在工程设计中，准确地计算和分析空气换热系数对于确保系统的热量传递效率至关重要。
通过模拟分析，工程师可以更好地了解系统中空气换热系数的变化情况，从而优化设计方案，提高系统的热传递效率。
在Abaqus中，可以通过建立模型进行空气换热系数的模拟分析。
需要定义模型中的几何形状和材料属性，并设置边界条件以及加载条件。
然后，可以进行数值求解，获取系统在不同条件下的温度场分布。
通过这些数据，可以计算空气与其他物体之间的实际换热系数。
除了进行基本的模拟分析外，工程师还可以利用Abaqus进行优化设计，以提高系统的热传递效率。
通过改变材料的热传导性能、优化系统的几何形状或调整边界条件等手段，可以有效地提高空气换热系数，从而减少能源消耗和提高系统的工作效率。
在实际工程应用中，空气换热系数的准确计算和分析对于确保系统的稳定运行和节能环保具有重要意义。
通过Abaqus软件的模拟分析，工程师可以更好地了解系统中的热传递机制，优化设计方案，提高系统的性能指标。
第二篇示例：Abaqus是一种常用的有限元分析软件，用于模拟各种工程问题，包括结构力学、流体力学和热传导等领域。
在工程实践中，经常需要计算空气的换热系数，以评估设备的散热性能，提高系统的效率和性能。
本文将介绍如何使用Abaqus进行空气换热系数的计算，并探讨一些影响换热系数的因素。
空气换热系数是热传导领域中一个重要的参数，用来描述空气和固体界面之间的传热效率。
Abaqus在轮胎中应用的10大算例
目录
第一讲. ABAQUS 中的轮胎建模工具.................................................................................................. 1
ABAQUS提供的轮胎分析设计包括：.............................................................................................. 1 子结构与子模型的介绍 ......................................................................................................................1 分析过程包括： .................................................................................................................................. 1
第三讲. 模拟接触 .................................................................................................................................13
接触分析中的一般考虑 ....................................................................................................................13 接触面的定义 .................................................................................................................................... 13 有限滑动中面需要考虑的一些问题 ................................................................................................13
基于ABAQUS的列车盘型制动的温度场分析
ｏ ｎ ＡＢ ＡＱＵＳ
Ｗａ ｎ ｇ Ｇｕ ｏ ｓ ｈ ｕ ｎ
（ Ｄａ ｌ ｉ ａ ｎ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｄ ａ ｌ ｉ ａ ｎ Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ １ １ ６ ０ ２ ８，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉｂ ｒ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ｅ ｔ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｋ ｌ ｅ ．Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｉ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｒ ｅ ｖ ｏ ｌ ｖ ｉ ｎ ｇ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ，ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉｃ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ａ ｉ ｒ ｓ ｉ ｓ ａ ｇ ｇ ｒ ａ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｔ ｏ
基于 Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ的 列 车盘 型 制 动 的温 度 场 分 析
王 国顺
．
（ 大连交通大学机械工程学院
辽宁大连 １ １ ６ ０ ２ ８ ）
摘 要 ：应 用 有 限元 软 件 Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ ，模 拟 转动 速 度 和制 动 块 摩 擦 半 径 、高 度 以 及 形状 与放 置形 式 等对 制 动盘 和制 动 块 温 度场 的影 响 。得 出如 下 结论 ：随 转速 的提 高 ，制 动盘 和 制 动块 温度 升 高 ，高 温 区 的分 布 由条 带状 向斑 点状 转 变 ，原 因在 于 随转 速 增加 ，摩擦 副 间 的振 动 程度 加 剧 ，从 而造 成 局 部 接 触 产生 高温 。制 动盘 温 度 在 厚 度 方 向上 存 在 一 个 拐 点 ， 随深 度增 加 ，制 动盘 温 度快 速 下降 ，在距 摩 擦 表面 ３～ ６ ｍ ｉ ｌ ｌ 时 ，温 度 变 化 不 明 显 。制 动 块 高 度 、形 状 改 变 ，对 制 动 盘 温度 无 明显 影 响 ，而 三 角形 制 动块 的放 置形 式 对制 动 块 温度 分 布有 影 响 。
采用ABAQUS进行齿轮接触应力分析
采用ABAQUS进行齿轮接触应力分析采用ABAQUS进行齿轮接触应力分析 1 接触理论介绍及其在航空领域中的应用接触问题是土木、建筑、水利工程、石油化工、机械工程等领域中普遍存在的力学问题。
不管在接触边界之间是否有间隙存在，接触作用的出现对结构受载之后的接触状态和应力分布都有直接的影响，一方面通过接触可以提高整个结构的承载力和刚度或者可以起到减震作用;而另一方面也正是因为由于接触的存在，伴随着局部高应力，很容易使材料屈服或发生裂缝，如果再受到循环载荷的影响，还可能产生疲劳失效。
所以了解结构的接触状态和应力状态，对结构设计、施工及其补强措施，都有重要的意义。
两个物体在接触面上的相互作用是复杂的高度非线性力学现象，也是发生损伤失效和破坏的主要原因。
接触问题存在两个较大的难点:其一，在用户求解问题之前，不知道接触区域;其二，大多数的接触问题需要计算摩擦，可供挑选的几种摩擦定律和模型都是非线性的，使问题的收敛变得困难。
在飞机结构中，缝翼的运动是通过相互啮合的齿轮的旋转带动的，发动机带动齿轮的旋转是缝翼机构运动的动力来源。
齿轮是机械中广泛应用的传动零件之一，它具有功率范围大，传动效率高、传动比准确、使用寿命长等特点。
但从零件的失效情况来看，齿轮也是最容易出现故障的零件之一。
据统计，在各种机械故障中，齿轮失效就占总数的60%以上，其中齿面损坏又是齿轮失效的主要原因之一。
传动齿轮复杂的应力分布情况和变形机理又是造成齿轮设计困难的主要原因。
为此，人们对齿面接触及其应力分布进行了大量的研究。
有限元理论和各种有限元分析软件的出现，让普通设计人员无需对齿轮受力作大量的计算和研究就可以基本掌握齿轮的受力和变形情况，并可利用有限元软件进行结果分析，找出设计中的薄弱环节，进而达到对齿轮进行改进设计的目的。
2 采用ABAQUS进行齿轮接触分析的合理性齿轮结构对缝翼的运动起着决定性的作用，如果齿轮的接触不能满足强度要求，缝翼机构的运动将会受到严重影响。
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ａｉｒｃｒａｆｔ ｗｈｅｅｌ ｂｒａｋｅ ａｒｅ ｅａｓｙ ｂｙ Ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ＡＢＡＱＵＳ．Ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｏａｄｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｍｏｄｅ ｈａｓ ｌｉｔｔｌｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｆｉｌｍ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｈａｓ ｍｕｃｈ ｅｆｆｅｃｔ．Ｉｎ ｔｈｅ ｇｉｖｅｎ
２结果分析
２．１ 热源施加方式的影响 设机轮动盘内外半径分别为０．１２ ｍ和
Ｏ．２ ｍ，厚度为０．０２ ｍ；静盘内外半径分别为 ０．１ ｍ和０．１８ ｍ，厚度为０．０２ ｍ，刹车速度为 １７０ ｋｍ／ｈ，机轮轮胎滚动半径为０．３８ ｍ，则机轮 旋转角速度为６２ ｒａｄ／ｓ，减速率为３．０５ ｍ／ｓ２，比 压为１．５７ ＭＰａ，初始温度假设为２５℃。在不考虑 外界散热的情况下。采用２种方法计算结果如图 ２、图３所示。
‘
热库的刹车机轮进行热分析。
１热分析主要过程
１．１建立模型 使用ＣＡＴＩＡ等ＣＡＥ建模软件对机轮、Ｃ／Ｃ
热库及刹车壳体建模。由于这三种零件在圆周方 向属于完全对称结构，为了减少计算工作量，同 时适当提高网格密度，计算时可取１／８；网格采 用六面体结构（见图１）。
需要注意的是，虽然ＡＢＡＱＵＳ软件允许直接 导入多种类型的ＣＡＥ文件，能够直接导人ＣＡＴＩＡ 生成的曩．ＣＡＴＰａｒｔ等类型文件，但这类格式的文 件导入到ＡＢＡＱＵＳ软件时，速度相当慢，而且文 件也容易产生几何缺失，因此，可以在ＣＡＴｉＡ中 将文件另存为牛．ｉｇｓ，或者毒．ｍｏｄｅｌ格式，然后， 再导入到ＡＢＡＱＵＳ软件中。
，蟊
Ｅ＝ｍＩ ＣｄＴ
Ｊ ｒｏ
式中：ｍ为所有刹车盘（热库）的总质量；Ｃ为比热 容，是温度ｒ的函数，可由试验测得。 １．２．３薄膜系数
对于机轮热传导问题，需要给定机轮整体结 构的初始温度场（环境温度）以及系统内部的热源 （机轮刹车盘摩擦生热），同时还需要定义各部件 表面间的相互作用。气隙。（零部件之间存在的充 满空气的间隙）的性质可以作为相互作用参数给 出。ＡＢＡＱＵＳ软件允许给出的固体表面热相互作 用机制包括热辐射、热传导；同时，ＡＢＡＱＵＳ软 件还允许给定固体表面和空气的薄膜参数（用于 考虑接触和对流传热）和热辐射参数，用于描述 空气冷却，但需要给定空气温度。对于热传导问 题，空气温度随距离固体表面的距离而发生变化， 因此空气的温度定义存在模糊性，在定义了空气 温度的同时，还需要定义表面薄膜系数（传热系 数），该参数与表面空气的性质和流速有关，无 法事先给定。一般滞止空气的传热系数为 ｔ５ ｗ／（ｍ２·Ｋ），流动空气在１５～２５０ ｗ／（ｉｎ２·Ｋ）。 １．３生热方式
摘要：飞机着陆过程中的动能主要被刹车机轮吸收，从而导致机轮温度升高。使用Ｃ／Ｃ复合材料热库后， 这种情况更加明显。过高的温度对机轮及相关件的强度和工作性能将产生严重损害，容易造成刹车起火、爆 胎，甚至引起灾难性事故。热分析的目的在于优化设计，为减热防热提供理论指导。传统的热分析手段仅能 完成对体容温度的评估，不能定量给出机轮零部件的温度历程，成为机轮设计的薄弱环节。利用ＡＢＡＱＵＳ软 件，可方便地完成刹车机轮的热分析。结果表明，热量施加方式对计算结果影响很小。而薄膜系数选取有很 大影响。在所给的条件下，刹车后大约１３ｓ，刹车盘局部达到最高温度约为９８３℃。计算结果与实测温度曲线 变化趋势基本一致。
图２采用体热源计算的温度云图
图３采用面通量计算的温度云图
ｌ Ｏｏｏ ８００
ｐ ６００ 魁 赠４００
２００
万方数据
第３期
何永乐等：利用ＡＢＡＱＵＳ软件进行航空机轮刹车热分析
ｐ 、 越 赠
图５轮缘（胎脚）、刹车壳体和静盘温度 ２．３环境温度及热库质量对温度的影响
环境温度及热库质量对机轮温度具有明显影 响，如对于动盘同一位置，当环境温度（刹车盘 初始温度）为３０℃时，最高温度为７６０．５℃；当初 始温度为１００℃时，最高温度为９５２．６。Ｃ。将热库 质量增加１０％后，在刹车盘初始温度为３０℃时，
航空机轮刹车热分析的目的，，主要是确定刹 车后生成的热量向周围空间（空气）消散过程中，
万方数据
、
６４
飞机设计
第２８卷
对机轮零组件（包括轮胎）的影响，而对于热量的 产生方式不十分关心；因此，在热量产生方式上， 可采用体通量方式施加，也可采用摩擦生热的方 式施加，而后者更符合实际情况。为了比较，这 里对两种热量施加方式都进行分析计算。 １．３．１体热源生热
动盘最高温度为７１２℃，温度降低了６％。
３ 结论
利用ＡＢＡＱＵＳ软件进行刹车热分析，简便易 行，同时，由于其强大的后处理程序，计算结果 的可视性强。对比了两种不同的热量施加方式， 分析结果显示热量施加方式影响较小。在所给的 条件下，刹车盘在刹车后大约１３ ８局部达到最高 温度约为９８３℃。在分析计算过程中，热库材料 的比热采用变量，而不是常量，提高了计算精度； 而薄膜系数的选取范围很大，对计算结果的影响 极大，需要妥善处理。热库质量增加后，各部位 温度有不同程度降低，计算结果与实际温度变化 趋势一致。
图１模型示意图
利用ＡＢＡＱＵＳ／ＣＡＥ模块进行分析计算时， 为了避免不必要的麻烦，建议选用米（ｍ）作为长 度单位，其余单位执行ＩＳＯ标准。模型导人后， 按实际空间位置确定各零件之间的约束。 １．２参数定义 １．２．１材料热参数的定义
对于航空机轮来讲，机轮的材料为铝合金， 刹车壳体材料为合金钢，热库材料为Ｃ／Ｃ复合材 料。热分析时，需要定义３种材料的热参数。参 数定义时，需要用到密度、比热容、导热系数等。 为了能够准确分析计算，提高结果的可信度，需 要给出各种材料在不同温度下的热参数。
温度云图形象直观地描绘了温度场分布，从 云图灰度可以查出具体温度值。计算结果表明， 采用体热源近似后，刹车盘局部最高温度出现在 开始刹车后１２．９ Ｓ，最高温度为９８２．７℃；而采用 面热通量（摩擦生热）近似，刹车盘局部最高温度
出现在开始刹车后１２．８ ｓ，最高温度为９８２．２。Ｃ， 二者结果一致。在刹车过程中．最高温度出现在 静盘与动盘接触面中径靠近外圆周处的静盘上。 在该接触点的动、静盘温度随时间变化如图４所 示。
由于刹车过程中，热量主要是由于动盘和静 盘的摩擦产生的；因此，可以在二者的接触面上 施加一个热源。这里有２种方法：给定体热源和 给定面热通量。
在动盘和静盘接触过程中，若机轮转动角速 度为∞，刹车盘副的接触比压为Ｐ，则摩擦力做功 在刹车盘半径ｒ处单位面积上生成的热功率Ｑ＝ ｒ私ｘｏｒＰ，其中，田为摩擦力所做机械功转化为热的 比例系数，肛为摩擦系数。
１．２．２吸收热量的确定 从飞机刹车到飞机停止的阶段，摩擦力做功
将飞机的绝大部分动能转化为热能。摩擦力主要 包括刹车动盘和静盘问的相互摩擦、轮胎与地面 问的摩擦等。相比之下，刹车盘之间的摩擦力将 是主要的。在进行仿真时，假设刹车盘摩擦力做 功完全转化为热能，这样的假设，使机轮实际吸 收热量值增大，分析结果偏于安全。
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｔｈｅ ｂｒａｋｅ ｄｉｓｃ ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｒｅａｃｈｅｓ ｍａｘｉｍａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｂｏｕｔ ９８３。Ｃ ａｔ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ １３ ａ ａｆｔｅｒ
ｂｒａｋｉｎｇ．Ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｃｏｎｆｏｒｍｓ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ．
ｓｉｇｎｓ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ａｎｔｉ－ｔｈｅｒｍａｌ ｏｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｈｏｔ ｅｆｆｅｃｔ ｗａｙｓ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｈｅｒｍａｌ ａｎａｌｙｓｅｓ Ｃａｎ ｎｏｔ ｐｒｏ－
ｖｉｄｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｉｓｔｏｒｉｅｓ ｏｆ ｗｈｅｅｌｓ ｂｒａｋｅｄ ａｎｄ ｏｎｌｙ ｇｉｖｅ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ ｂｕｌｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｗｈｅｅｌ ｅｌｅ－
若将热量等效为面热通量，则可以认为动盘
和静盘相接触的表面热通量ｑ＝Ｑ／２，即认为流向 动盘和静盘的热量相等，此处，Ｑ表示热库吸收 的总热量。若将该热量等效为体热源，则需要在 动盘和静盘接触面附近，各自建立厚度为厶的薄 层，厶可以认为是一个与表面粗糙度有关的量，
ｎ
则在该区域内的体热源ｑ＝善。
二‘Ｊ
等效为轴对称问题后，动盘和静盘沿厚度方 向各取一半进行分析，采用对称性边界条件，即 认为在厚度方向的中截面，沿轴向位移相同，热 通量为０。 １．３．２摩擦生热
实际机轮在运转中，由于摩擦力做功产生的 热量将导致机轮部件温度的升高，由于机轮内腔 壁与空气接触，空气的流动，机轮产生的热量将 被空气带走。当时间足够长时，机轮整体的温度 将与空气温度相同，机轮恢复为起飞前状态；因
此，计算机轮在刹车过程中吸收的总能量，可以 先不考虑空气及机轮其他零部件的影响，认为机 轮在刹车过程中吸收的热量完全被刹车盘吸收， 而不向外界传递（绝热），这样，经过足够长的时 间后，刹车盘整体将有一个均匀的温度Ｌ。假定 机轮初始温度为瓦，则可以计算出在刹车过程中 机轮吸收的总能量
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｌａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ａｉｒｃｒａｆｔ ｋｉｎｅｔｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ａｂｓｏｒｂｅｄ ｂｙ ｂｒａｋｅｄ ｗｈｅｅｌｓ ｄｕｒｉｎｇ ｌａｎｄｉｎｇ ｂｒａ－ ｋｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｈｅｎｃｅ ｔｈｅ ｗｈｅｅｌｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｉｓｅｓ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｓｅ ｏｆ ａｐｐｌｙｉｎｇ Ｃ／Ｃ ｅｏｍ· ｐｏｓｉｔｅ ｓｉｎｋ．Ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃａｎ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｄｅｇｒａｄｅ ａｉｒｃｒａｆｔ ｗｈｅｅｌｓ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｅｖｅｎ ｌｅａｄ ｔＯ ａ ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ ａｃｃｉｄｅｎｔ．Ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｗｈｅｅｌ ｄｅ－