Wpływ cech konstrukcyjnych hamulca tarczowego maszyny wyciągowej na jego niestabilność termosprężystą. Część I. Budowa modelu MES i jego weryfikacja.

• Autorzy: Ścieszka S. , Żołnierz M.

Warianty tytułu

EN

The effect of the mine winder disc brake's design feature on its thermoelastic instability. Part I. Set-up for finite element modelling and numerical model verification.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na pierwszym etapie programu badawczego wykorzystano wyniki obszernych badań eksploatacyjnych hamulców maszyny wyciągowej, obejmujących termowizyjne pomiary rozkładu temperatur na tarczy hamulca w czasie hamowania bezpieczeństwa maszyny wyciągowej. Wyniki z tych badań pozwoliły na weryfikację numerycznego modelu obliczeniowego. Na potrzeby analizy metodą elementów skończonych MES wyznaczono charakterystykę tribologiczną skojarzenia ciernego: materiał okładziny ciernej-tarcza stalowa, która obejmowała przebieg zmian współczynnika tarcia kinetycznego i statycznego. Praca zawiera założenia w budowie modelu MES, wyniki analizy MES oraz weryfikację modelu MES w oparciu o wyniki pomiarów termowizyjnych. Weryfikacja wykazała, że zbudowany model MES z dużą dokładnością odzwierciedla rzeczywistość i można go wykorzystać do dalszego etapu analiz numerycznych.

EN

In the first stage of the research programme the results from an extensive site investigation of mine winder brake system which embrace infrared mapping of temperature distribution on disc brake were analysed. The results were then used in verification procedure of the numerical model. The tribological characteristics of the friction couple: brake frictional material - steel disc which include kinetic and static coefficient of friction magnitudes and changes were determined for finite elements analysis (FEA). This paper presents as well the numerical models assumptions and the model verification by infrared temperature results. The verification shows that the numerical model presented in the paper is able to simulate thermal processes in disc brakes with high accuracy.

Słowa kluczowe

PL

niestabilność termosprężysta; badania termowizyjne; charakterystyka tribologiczna; materiały cierne hamulcowe; deformacja tarczy; analiza MES; prędkość krytyczna

EN

thermoelastic instability; infrared mapping; tribological characteristics; brake friction materials; disc distortion; FEA; finite element analysis; critical speed

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 42, nr 3
• Strony: 111--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Ścieszka S.

autor

Żołnierz M.

• Politechnika Śląska w Gliwicach, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Andersen A.E., Knapp R.A.: Hot spotting in automotive friction systems. Wear, 1990, 135, 319-337.
• [2] Kao Т.K., Richmond J. W.: Brake disc hot spotting and thermal judder. Int. Journal of Vehicle Design, 2000,23, 276-295.
• [3] Ścieszka S.F.: Hamulce cierne. Zagadnienia konstrukcyjne, materiałowe i tribologiczne. WZP - ITеЕ, Radom 1998.
• [4] Barber J.R.: Elasticity, Kluwer Academic Publishers, Boston 1992.
• [5] Yi Y., Barber J.R., Zagrodzki P.: Eigenvalue solution of thermoelastic instability problems using Fourier reduction. Proc. Roy. Soc. A 456, 2000, 2799-2821.
• [6] Panier S., Dufrenoy P., Weichert D.: Ań experimental investigation of hot spots in railway disc brakes. Wear, 2004, 256, 764-773.
• [7] Ji-Hoon, Choi Lee: Finite element analysis of transient thermoelastic behaviours in disc brakes, Wear, 2004, 257,47-58.
• [8] Żołnierz M.: Praca doktorska pt. Symulacja wpływu cech konstrukcyjnych hamulca tarczowego maszyny wyciągowej na jego stabilność termosprężystą. Politechnika Śląska, Gliwice 2006.
• [9] Stasiowski D., Maleska P.: Praca magisterska pt. Analiza obliczeń termicznych hamulca tarczowego maszyny wyciągowej na podstawie przeprowadzonych badań. Politechnika Śląska, Gliwice 1997.
• [10] Warren S. W., Taylor G.L.: The heat developer during plastic extension of metals. Proceedings of the Royal Society, 1925, 107, 422.
• [11] Komanduri R., Hou Z.B.: Analysis of heat partition and temperature distribution in sliding systems. Wear, 251, 2001, 925-938.
• [12] Christie L, Grifflths D.F., Michell A.R., Zienkiewicz O.C.: Finite element methods for second order differential eąuations with significant first derivatives. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 1976, 10, 1389-1396.
• [13] Yu CC, Heinrich J.C., Petrov - Galerkin methods for multidimensional time - dependerit convective transport equation. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 1987, 2201-2215.