شبیه سازی گرمایش دیسک های ترمز در خودرو
خودروها به دلایل واضح نیاز به ترمز دارند و شما نمی خواهید این ترمزها خراب شوند. خرابی ترمز می تواند به دلایل زیادی ایجاد شود که یکی از آنها گرم شدن بیش از حد دیسک ترمز است. همانطور که قبلاً گفتم، هیچ مهندسی نمی خواهد محصولی را طراحی کند که با شکست مواجه شود ، که در مورد طراحی دیسک ترمز نیز صادق است. بیایید سناریویی از یک ماشین در حالت ترمز وحشتناک را مطالعه کنیم و بفهمیم دیسکها و لنتهای ترمز چقدر داغ میشوند و همچنین در بین درگیر شدن ترمز چقدر خنک میشوند.
هندسه دیسک ترمز و لنت خودرو به صورت سه بعدی. شعاع دیسک 0.14 متر، ضخامت 0.013 متر است.
وقتی دیسک های ترمز بیش از حد گرم می شوند
فرض کنید یک خودروی 1800 کیلوگرمی با سرعت 25 متر بر ثانیه (90 کیلومتر در ساعت یا حدود 56 مایل در ساعت) حرکت می کند، تا زمانی که راننده ناگهان به مدت 2 ثانیه وحشت زده ترمز کند . در آن نقطه هشت لنت ترمز سرعت خودرو را با سرعت 10 متر بر ثانیه 2 کاهش می دهند . (ما فرض می کنیم که چرخ ها روی جاده نمی لغزند). پس از دو ثانیه ترمز گرفتن، راننده ترمز را رها می کند و خودرو را با سرعت 5 متر بر ثانیه به مدت هشت ثانیه بدون درگیر شدن ترمز حرکت می کند.
هنگامی که راننده ترمز را فشار می دهد، انرژی جنبشی به انرژی حرارتی تبدیل می شود. اگر دیسکهای ترمز بیش از حد گرم شوند، لنتهای ترمز از طریق محو شدن ترمز ، جایی که خواص مواد ترمز به دلیل بار اضافی دما تغییر میکند، از کار میافتند . به همین دلیل است که در طول مراحل طراحی، شبیه سازی گرمایش گذرا و سرمایش همرفتی برای فهمیدن اینکه حداقل فاصله بین یک سری درگیری ترمز چقدر است، بسیار مهم است.
شبیه سازی گرمایش گذرا و دمای نهایی دیسک ترمز
اگر به سناریوی خود همانطور که در بالا اشاره شد ادامه دهیم، می توانیم دو سوال از خود بپرسیم:
- دیسکها و لنتهای ترمز با درگیر شدن ترمز چقدر داغ میشوند؟
- دیسک ها و لنت ها در استراحتی که به دنبال ترمز انجام می شود چقدر خنک می شوند؟
با استفاده از COMSOL Multiphysics و ماژول انتقال حرارت ، میتوانیم گرمایش گذرا و دمای نهایی ترمز دیسکی خودرو را در ترتیب ترمز و رها کردن دادهشده مدلسازی کنیم.
![]() | ![]() |
دمای سطح دیسک و لنت بلافاصله قبل از رها کردن ترمز در t=1.8 ثانیه. | نموداری که دما را در مقابل زمان با خط شعاعی نشان می دهد. |
همانطور که در شکل بالا در سمت چپ مشاهده می کنید، نقطه داغی وجود دارد که لنت و دیسک در آن لمس می شوند (در لبه لنت ترمز). این ناحیه ای است که می تواند بیش از حد گرم شود تا جایی که ترمز خراب شود یا محو شود. طبیعتاً ما میخواهیم این موضوع را بیشتر بررسی کنیم، جایی که شکل دست راست وارد عمل میشود. ترسیم دما در مقابل زمان در امتداد خط از مرکز تا لبه پد برای بررسی نقطه داغی که ما پیدا کردیم مفید است. این در واقع حداکثر حدود 416K را نشان می دهد که تنها پس از یک ثانیه از ترمزگیری رخ می دهد، و نه دو ثانیه ای که به طور مستقیم فکر می کنید.
مقایسه مجموع گرمای تولید شده (جامد) و گرمای مستهلک شده (بریده بریده) را ترسیم کنید.
حال از نظر خنک سازی دیسک و لنت ترمز (سوال دوم ما) طرح فوق کمک کننده خواهد بود. همانطور که می بینید، خط جامد نشان می دهد که چه مقدار گرما تولید می شود و خط چین نشان می دهد که چه مقدار گرما در هوا پخش می شود. هشت ثانیه پس از توقف ترمز راننده، کسری از گرمای تولید شده از بین می رود. به عبارت دیگر، برای خنک کردن سیستم به اندازه کافی، ترمز باید برای مدت زمان بسیار بیشتری از این هشت ثانیه (در واقع 100 ثانیه) خاموش بماند.
بیشتر خواندن
- تولید گرما در مدل ترمز دیسکی در گالری مدل
- راهنمای گام به گام نحوه ساخت مدل ترمز دیسکی که در اینجا نشان داده شده است
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید