Use of the finite element method for simulation of heat generation in disc brakes

• Autorzy: Grześ P.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metody elementów skończonych w modelowaniu zjawiska generacji ciepła w hamulcach tarczowych

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było zbadanie pól temperatury litej tarczy hamulcowej podczas krótkiego hamowania bezpieczeństwa. Do dyskretyzacji parabolicznego równania przewodnictwa ciepła wykorzystano metodę residuów ważonych Galerkin'a. Przeprowadzono symulację MES dla modelu dwuwymiarowego z uwzględnieniem jednorodnego rozkładu mocy sił tarcia w kierunku obwodowym. Opracowano dwa typy hamulca tarczowego z odpowiednimi warunkami początkowymi i brzegowymi. Przedstawiono wyniki obliczeń rozkładów pól temperatury w kierunku promieniowym oraz osiowym. Prezentowana aplikacja metody elementów skończonych dla modelu dwuwymiarowego ze specjalnymi założeniami parametrów analizy wraz z warunkami brzegowymi zgadza się z dotychczasowymi osiągnięciami w obszarze omawianego zagadnienia.

EN

The aim of this paper was to investigate the temperature fields of the solid disc brake during short, emergency braking. The standard Galerkin weighted residual method was used to discretize the parabolic heat transfer equation. The finite element analysis for twodimensional model was performed due to the heat flux ratio constantly distributed in circumferential direction. Two types of disc brake with appropriate boundary and initial conditions were developed. Results of calculations for the temperature distributions in radial and axial direction are presented. It was found that presented finite element technique for two-dimensional model with particular assumption in operation and boundary conditions agree well with so far achievements in this field.

Słowa kluczowe

PL

metoda elementów skończonych; hamulec tarczowy; metoda residuów ważonych Galerkin'a; rozkład pól temperatury; warunki brzegowe; generacja ciepła

• Wydawca: Wyższa Szkoła Informatyki i Umiejętności
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Informatyki
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 9, Nr 3
• Strony: 124--140
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Grześ P.

• Bialystok University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering ul. Wiejska 45 C, 15-351 Białystok,

Bibliografia

• [1] Talati F., Jalalifar S., Analysis of heat conduction in a disk brake system, Heat Mass Transfer, Vol. 45, No 8, 1047-1059, 2009.
• [2] Gao C.H., Lin X.Z., Transient temperature field analysis of a brake in a non-axisymmetric three-dimensional model, J. Mater. Proc. Technol., Vol. 129, No 1, 513–517, 2002.
• [3] Ramachandra Rao V.T.V.S., Ramasubramanian H. and Seetharamu K.N., Analysis of temperature field in brake disc for fade assessment, Wärme- und Stoffübertragung, Vol. 24, No 1, 9-17, 1989.
• [4] Ścieszka S., Żołnierz M., Wpływ cech konstrukcyjnych hamulca tarczowego maszyny wyciągowej na jego niestabilność termosprężystą. Część I. Budowa modelu MES i jego weryfikacja, Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, Vol. 42, No 3, 111-124, 2007.
• [5] Ling F.F., Surface mechanics, John Wiley & Sons, New York, 1973.
• [6] Blok H., Fundamental Mechanical Aspects in Boundary Lubrication, SAE Trans., Vol. 46, 54-68, 1940.
• [7] Chichinadze A.V., Braun E.D., Ginsburg A.G. et al., Calculation, test and selection of frictional couples, Science, Moscow (in Russian), 1979.
• [8] Yevtushenko A.A., Ivanyk EG, Yevtushenko O.O., Exact formulae for determination of the mean temperature and wear during braking. Heat and Mass Transfer, Vol. 35, No 2, 163–169, 1999.
• [9] Nowacki W., Thermoelasticity, Pergamon Press, Oxford, 1962.
• [10] Lewis R.W., Nithiarasu P., Seetharamu K.N., Fundamentals of the finite element method for Heat and Fluid Flow, John Wiley & Sons, 2004.
• [11] MSC.Software, Reference Manual MD Nastran, Version r2.1, 2008.