Brake system studies using numerical methods

• Autorzy: Baranowski P. , Damaziak K. , Małachowski J.

Warianty tytułu

PL

Badania układów hamulcowych metodami numerycznymi

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper presents the examples of numerical simulations of braking systems performed in order to determine the parameters of their work. Using a typical finite element and meshless numerical methods, dynamic analyses of the brake were performed paying particular attention on the phenomenon of thermo-mechanical coupling occurring in the process of braking, as well as wear processes occurring on the surface of the linings. The article presents sequence of research steps, including hybrid modelling of braking system.

PL

\W pracy przedstawiono przykłady symulacji numerycznych układów hamulcowych wykonanych w celu wyznaczenia parametrów ich pracy. Stosując siatkowe i bezsiatkowe metody numeryczne przeprowadzono dynamiczne analizy pracy hamulca ze zwróceniem szczególnej uwagi na zjawiska sprzężone (cieplno – mechaniczne) występujące w procesie hamowania oraz procesy zużycia zachodzące na powierzchni okładziny ciernej. W artykule przedstawiono kolejne kroki badań obejmujące modelowanie hybrydowe układu hamulcowego.

Słowa kluczowe

EN

brakes; FEM modelling; SPH modelling; thermomechanics; friction

PL

hamulce; modelowanie MES; modelowanie SPH; termomechanika; tarcie

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 15, no. 4
• Strony: 337--342
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys.

Twórcy

autor

Baranowski P.

• Department of Mechanics and Applied Computer Science Faculty of Mechanical Engineering Military University of Technology Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warsaw, Poland

autor

Damaziak K.

• Department of Mechanics and Applied Computer Science Faculty of Mechanical Engineering Military University of Technology Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warsaw, Poland

autor

Małachowski J.

• Department of Mechanics and Applied Computer Science Faculty of Mechanical Engineering Military University of Technology Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Abu Bakar AR, Ouyangb H. Wear prediction of friction material and brake squeal using the finite element method, Wear 2008, 264: 1069-1076.
• 2. Adamowicz A, Grzes P. Influence of convective cooling on a disc brake temperature distribution during repetitive braking, Applied Thermal Engineering 2011, 31: 2177–2185.
• 3. Attanasioa A, Ceretti E, Fiorentinoa A, Cappellinia C, Giardinij C. Investigation and FEM-based simulation of tool wear in turning operations with uncoated carbide tools, Wear 2007, 263: 1175–1188.
• 4. Bagnoli F, Dolce F, Bernabei M. Thermal fatigue cracks of fire fighting vehicles gray iron brake discs, Engineering Failure Analysis 2009, 16: 152–163.
• 5. Baranowski P, Damaziak K, Jachimowicz J, Małachowski J, Niezgoda T. Badania numeryczne wybranego układu pojazdu specjalnego w aspekcie poprawy bezpieczeństwa, Modelowanie Inżynierskie 2011, 42: 19–26.
• 6. Baranowski P, Damaziak K, Małachowski J, Mazurkiewicz Ł, Kastek M, Polakowski H, Piątkowski T. Experimental and numerical tests of thermomechanical processes occurring on brake pad lining surface, Surface Effects and Contact Mechanics 2011, 10: 15–24.
• 7. Baranowski P, Małachowski J. Badania numeryczne zjawisk termomechanicznych występujących na powierzchni ciernej tarczy hamulcowej, Wojskowa Akademia Techniczna, 2010.
• 8. Belhocine A, Bouchetara M. Thermal analysis of a solid brake disc, Applied Thermal Engineering 2012, 32: 59–67.
• 9. Belytschko T, Liu WK, Moran B. Nonlinear Finite Elements for continua and structures, John Wiley & Sons, 2000.
• 10. Damaziak K, Małachowski J, Sybilski K, Jachimowicz J. Analiza numeryczna obszaru współpracy pomiędzy okładziną i bębnem hamulcowym, Górnictwo Odkrywkowe 2010, 4(51): 84–88.
• 11. Dmitriev AI, Osterle W. Modelling of brake pad-disc interface with emphasis to dynamics and deformation of structures, Tribology Int. 2010, 43: 719–727.
• 12. Fouvry S, Paulin C, Liskiewicz T. Application of an energy wear approach to quantify fretting contact durability: Introduction of a wear energy capacity concept, Tribology Int. 2007, 40: 1428–1440.
• 13. Hallquist JO. LS-Dyna. Theory manual, California Livermore Software Technology Corporation, 1998.
• 14. Kajka R, Harla R. Raport 26/LW/2009. Instytut Lotnictwa, Warszawa, 2009.
• 15. Kajka R, Harla R. Raport 27/LW/2009. Instytut Lotnictwa, Warszawa, 2009.
• 16. Lei W, Zefeng W, Wei L, Xuesong J. Thermo-elastic-plastic finite element analysis of wheel/rail sliding contact, Wear 2011, 271: 437–443.
• 17. Lodygowski A, Voyiadjis GZ. Deliktas B, Palazotto A. Non-local and numerical formulations for dry sliding friction and wear at high velocities, Int. J. of Plasticity 2011,27: 1004–1024.
• 18. Müller M, Ostermeyer GP. A Cellular Automaton model to describe the three-dimensional friction and wear mechanism of brake systems, Wear 2007, 263: 1175–1188.
• 19. Nowicki B. Chropowatość i falistość powierzchni. WNT, Warszawa, 1991.
• 20. Popova VL, Psakhie SG. Numerical simulation methods in tribology, Tribology Int. 2007, 40: 916–923.
• 21. Qi HS, Day AJ. Investigation of disc/pad interface temperatures in friction braking, Wear 2007, 262: 505–513.
• 22. Rojek J. Modelowanie i symulacja komputerowa złożonych zagadnień mechaniki nieliniowej metodami elementów skończonych i dyskretnych, Prace IPPT, Warszawa, 2007.
• 23. Ścieszka S. F.: Hamulce cierne. Gliwice-Radom, WZP-ITE, 1998.
• 24. Shahzamanian MM, Sahari BB, Bayat M, Mustapha F, Ismarrubie ZN. Finite element analysis of thermoelastic contact problem in functionally graded axisymmetric brake disks, Composite Structures 2010, 92: 1591–1602.
• 25. Söderberg A, Andersson S. Simulation of wear and contact pressure distribution at the pad-to-rotor interface in a disc brake using general purpose finite element analysis software, Wear 2009, 267: 2243–2251.
• 26. Subutay SA. Modelling of subsurface deformation and damage in an aluminum-silicon alloy subjected to sliding contact, Dissertation, Windsor, Ontario, Canada, 2006.