活动 4：应用载荷

在本活动中，您将结构和热载荷的组合应用到刹车盘。您将完成以下任务：

对毂孔面应用压力，以表示轴与刹车盘之间的干涉（过盈配合）引起的机械载荷。
为同一轮毂孔面添加应用的温度。该面与水冷轴接触，因此温度保持良好。
对制动垫块应用热源，以表示在刹车过程中由摩擦产生的热。
对暴露于环境空气中的所有面（不包括制动垫块接触面）应用对流载荷。

这是保守假设，因为它将忽略制动垫块未盖住的部分摩擦面上出现的空气冷却情况。

没有载荷的刹车盘（左侧）和具有结构和热载荷的刹车盘（右侧）。

前提条件

活动 3 已完成。

步骤

将 13.8 MPa 的结构载荷应用到毂孔面。
1. 选择 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“载荷”面板 >“结构载荷”）以打开“结构载荷”对话框。
2. 在“结构载荷”对话框中，将“类型”设置为 “压力”。
3. 选择刹车盘轮毂中心处的毂孔面。
4. 将“大小”设置为 13.8 MPa。
5. 单击“确定”以接受命令并关闭对话框。
将 38 C 的热载荷添加到同一毂孔面。
1. 选择 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“载荷”面板 >“热载荷”）以打开“热载荷”对话框。
2. 在“热载荷”对话框中，将“类型”设置为 “应用温度”。
3. 单击刹车盘轮毂中心处的毂孔面以将其选为面。
4. 将“温度值”设置为 38 C。
5. 单击“确定”以接受命令并关闭“热载荷”对话框。
根据单位面积，将 36500 W/(m^2 K) 的热源应用到制动垫块接触面。
1. 选择 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“载荷”面板 >“热载荷”）以打开“结构载荷”对话框。
2. 在“热载荷”对话框中，将“类型”设置为 “热源”。
3. 选择被制动垫块占用的刹车盘的面。
4. 在“热载荷”对话框中，激活“单位面积”选项。您将指定单位面积上的热源，而不是总热输入。
5. 单击 “更改热单位”，然后从相邻的下拉列表中选择“W/m^2”。
6. 将“热源值”设置为 36500 W/(m^2 K)。该值表示随着时间的推移，在多个启动/运行/停止周期内的平均热输入。
7. 单击“确定”以接受命令并关闭对话框。
对暴露于环境空气中的所有面（不包括制动垫块接触面）应用对流载荷。首先选择刹车盘的所有面，并从“热载荷”对话框中选择“对流”。然后，取消选择豁免的面。
1. 单击 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“选择”面板 >“选择过滤器”），并验证“贯穿选择”选项是否处于启用状态。如果没有，请单击复选框以将其启用。
  注意：必须启用该选项才能选择隐藏在视图后面的后侧面。
2. 单击 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“载荷”面板 >“热载荷”）以打开“热载荷”对话框。
3. 在“热载荷”对话框中，将“类型”设置为 “对流”。
4. 单击并拖动鼠标以绘制一个选择窗口来包围整个刹车盘模型。“热载荷”对话框应指示 93 个面已被选中。
  注意：毂孔面将自动从选择集中排除，因为它已存在一个温度载荷。
5. 取消选择不在与空气接触的面。请记住，对称平面表示剖切完整模型的实体部分：
  - 制动垫块接触面（应用了热源的位置）。
  - XZ 对称平面上的两个面。
  - YZ 对称平面上的两个面。
  - XY 对称平面上的八个面。
  “热载荷”对话框现在应指示 80 个面已被选中。
在 25 C 的环境温度下，将 190 W/(m^2 K) 的对流应用到其余的 80 个面。
1. 在“热载荷”对话框中，将“对流值”设置为 190 W/(m^2 K)。
  该值考虑了刹车片的旋转，这会增加刹车盘上方以及穿过刹车盘的空气流动的速度。该值明显大于对于仅浮力驱动的自然对流更为合理的值。
2. 将“温度值”更改为 25 C。
3. 单击“确定”以应用命令并关闭对话框。
4. 单击 “主视图”，以恢复模型的默认等轴测视图。