Fe-modeling of temperature evolutions of the brake disc measured using thermocouples
Numeryczne i analityczne obliczenia temperatury w układach hamulcowych są zazwyczaj weryfikowane na podstawie danych uzyskanych z pomiarów przy użyciu termopar. W przypadku stosowania termopar wbudowanych w tarczę hamulcową, ze względu na wysoką złożoność modelu, przyjmuje się, że rozpatrywany obszar jest ciałem stałym, pozbawionym niejednorodności spowodowanych obecnością otworów, przewodów lub materiału łączącego termoparę z badaną częścią tarczy. Jak wykazało wiele badań, obliczenia i dane eksperymentalne wykazują dobrą zgodność nawet przy bardzo długich czasach hamowania, ale jedynie przy uwzględnieniu średniej temperatury z pewnej liczby punktów. Wyznaczenie temperatury odpowiadającej odczytom poszczególnych termopar umieszczonych w tarczy hamulcowej staje się trudne lub wręcz niemożliwe. W artykule zaproponowano trójwymiarowy termomechaniczny model kontaktowy tarczy hamulcowej kolejowego hamulca tarczowego z wbudowanymi w powierzchnię roboczą tarczy termoparami na określonej głębokości. Model obejmuje pełną rotację geometrii i siatki tarczy hamulcowej wraz z piastą i termoparami. Uwzględniono również usuwanie materiału klocka hamulcowego wskutek zużycia. Dane do obliczeń w postaci zmiennego w czasie współczynnika tarcia, prędkości oraz siły normalnej działającej na klocki hamulcowe zostały dostosowane na podstawie pomiarów przeprowadzonych na stanowisku doświadczalnym w skali pełnowymiarowej. Stwierdzono, że uwzględnienie w modelu termopar jako odrębnych obiektów w porównaniu do przypadku bez termopar pozwala na wyznaczenie przebiegów temperatury tarczy hamulcowej zgodnych z danymi z eksperymentu.
Artykuł:
Measurement
Autorzy z PW:
Jacek Kukulski
Dyscyplina:
Rok wydania: