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摩擦生热仿真分析

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        摩擦生热常见于机械加工、摩擦焊接、刹车片与刹车盘摩擦制动等工程实际中。本示例仿真对象为:高速移动的铝板在外界铝柱压力下摩擦生热的过程,其中铝板的移动速度为5000mm/s,铝柱的压力为10MPa,铝合金的主要材料属性如下。
表1材料属性

材料      

密度(T/mm3      

导热性能(W/mm·℃)      

比热容(J/T·℃)      

Al

2.7e-09

0.15

670000

为仿真计算摩擦发热情况,基于Abaqus平台建立了如下模型:
第1步:建立仿真几何模型。

几何模型尺寸为:铝板200mm×80 mm×10 mm;铝柱:60 mm×30 mm。  

图1 尺寸模型
第2步:建立材料属性,为几何模型赋材料参数。

   

  

图2 材料参数设置

第3步:建立分析步(Dynamic,Temp-Disp,Explicit)

此处选用显示动力学分析步,分析时间为0.1s。  

   

 

图3 分析步设置

第4步:建立摩擦属性,并在铝板与铝柱两接触面之间建立接触对,摩擦系数为0.3,其他可使用默认设置。  

   

4 摩擦属性

   

      

图5 接触对设置  

第5步:建立载荷及边界条件。

铝柱上表面受压力10MPa,利用铝板下底面约束其x、y两个方向的位移,利用铝柱圆柱面约束其x、z两个方向的位移。  

      

图6 边界条件  

为模型施加预定义场边界,通过菜单栏> Predefined Field>Create,为整个模型施加初始温度为20℃的温度场,为铝板施加-z方向的速度场,速度值为5000mm/s。  

   

图7 温度场和速度场设置  

第6步:划分网格。  

给定各part尺寸,划分各part的网格,网格属性选择Explicit>Coupled Temperature-Displacement,传热分析,选择一阶网格即可。  

   

图8 网格  

   

图9 网格设置  

第7步:提交仿真作业,待分析完成查看仿真结果。  

   

 
 

来源:旋算仿真工作室
Abaqus焊接材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-09-15
最近编辑:2月前
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