Assessment of the influence of the coefficient of friction on the temperature distribution of a disc brake during the braking process

• Autorzy: Sokolski Piotr , Sokolska Justyna

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.7774

Warianty tytułu

PL

Ocena wpływu współczynnika tarcia na rozkład temperatury tarczy hamulcowej podczas hamowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Brake assemblies are key mechanisms in the aspect of safe and reliable operation of devices and machines. Due to intense thermal processes that occur during braking, the brakes are exposed to an accelerated wear. The article assesses the impact of tribological cooperation conditions between the caliper and the disc of a disc brake on the temperature of a disc. The variable value in the simulations was the coefficient of friction between the cooperating surfaces. A direct effect of the increase of the analysed parameter on the enhancement of brake elements’ temperature was found. At the same time, a similar nature of thermal processes was observed for all values of the friction coefficient taken into account.

PL

Zespoły hamulców są kluczowymi mechanizmami w aspekcie bezpiecznej i niezawodnej pracy urządzeń oraz maszyn. Z uwagi na intensywne procesy cieplne zachodzące podczas hamowania hamulce narażone są na przyspieszone zużywanie. W artykule dokonano oceny wpływu warunków współpracy tribologicznej pomiędzy zaciskiem a tarczą hamulca tarczowego na rozkład temperatury tarczy. Wielkością zmienną w symulacjach była wartość współczynnika tarcia pomiędzy współpracującymi powierzchniami. Stwierdzono bezpośredni wpływ wzrostu analizowanego parametru na zwiększenie temperatury elementów hamulca. Jednocześnie zaobserwowano zbliżony charakter przebiegu procesów cieplnych dla wszystkich wartości współczynnika tarcia uwzględnionych w symulacjach.

Słowa kluczowe

EN

braking; thermal processes; finite element method

PL

hamowanie; procesy cieplne; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 6
• Strony: 95--99
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Sokolski Piotr

• Wroclaw University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Chair of Fundamentals of Machinery Design and Tribology, I. Łukasiewicza 5 Street, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Sokolska Justyna

• Wroclaw University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Chair of Fundamentals of Machinery Design and Tribology, I. Łukasiewicza 5 Street, 50-371 Wrocław, Poland

Bibliografia

• 1. Belhocine A., Bouchetara M.: Investigation of temperature and thermal stress in ventilated disc brake based on 3D thermomechanical coupling model. Ain Shams Engineering Journal, 4, 2013, pp. 475–483.
• 2. Ghadimi B., Kowsary F., Khorami M.: Thermal analysis of locomotive wheel-mounted brake disc. Applied Thermal Engineering, 51, 2013, pp. 948–952.
• 3. Ghadimi B., Sajedi R., Kowsary F.: 3D investigation of thermal stresses in a locomotive ventilated brake disc based on a conjugate thermo-fluid coupling boundary conditions. International Communications in Heat and Mass Transfer, 49, 2013, pp. 104–109.
• 4. Jiang L., Jiang Y., Yu L., Su N., Ding Y.: Thermal analysis for brake disks of SiC/6061 Al alloy co-continuous composite for CRH3 during emergency braking considering airflow cooling. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 22, 2012, pp. 2783−2791.
• 5. Osenin Y., Al-Makhdi D. M., Sergienkо O., Sosnov I., Chesnokov A.: Providing stable friction properties of disc brakes for railway vehicles. Transport Problems 12 (1), 2017, pp. 63–71.
• 6. Ziolkowska J., Sokolski P.: Comparative thermo-mechanical analysis of different types of disc brakes, Proceedings of 22nd International Conference on Engineering Mechanics. Svratka, Czech Republic, 9–12 May 2016, pp. 614–617.
• 7. Sokolska J., Sokolski P.: Thermal evaluation of operation of disc brakes made of selected materials. Proceedings of the 14th International Scientific Conference: Computer Aided Engineering / Eugeniusz Rusiński, Damian Pi¬etrusiak (Eds.). Cham: Springer, cop. 2019, pp. 688-695.
• 8. Mao J.-J., Ke L.-L., Yang J., Kitipornchai S., Wang Y. S.: The coupled thermoelastic instability of FGM coatings with arbitrarily varying properties: in-plane sliding. Acta Mechanica, 229 (4), 2018, pp. 1–17.
• 9. Zurin W. M. W. S., Talib R. J., Ismail N. I.: Thermal analysis on motorcycle disc brake geometry. 2nd International Conference on Applied Physics and Engineering ICAPE 2016: Penang, Malaysia, 2–3 November 2016.
• 10. Lesniewski T.: The influence of hardness of the steel sliding surfaces on their tribological characteristics. WTC 2013: 5th World Tribology Congress: Torino, Italy, 8–13 September 2013.
• 11. Muzdybaev M. S., Muzdybaeva A .S., Rogovskij V. V., Myrzabekova D. M., Elemes A. B., Wieleba W., Lesniewski T.: Preliminary experimental research of tribological properties of bus brakes friction linings. Tribologia 47 (4), 2016, pp. 167–176.
• 12. Sawczuk W.: Analytical model coefficient of friction (COF) of rail disc brake on the basis of multi-phase stationary tests. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability, 2018; 20 (1): pp. 57–67.
• 13. Biernacki K.: Analysis of the influence of the material and design modifications on strength of the cycloidal gear system. Interna tional Journal of Precision Engineering and Manufacturing, Vol. 16, No. 3, 2015, pp. 537–546.
• 14. Rusiński E., Czmochowski J., Smolnicki T.: Zaawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2000 (in Polish).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).