DarcyDevil
28 de marzo de 2024
La nueva área de recuperación de la ciudad portuaria exterior de Macao inauguró recientemente un transbordador Wynn.
Evaluación de la temperatura máxima de los discos de freno ventilados en los puntos de bajada de autobuses mediante termodinámica de ecuaciones de fricción y desgaste.
Alexander Yevtushenko, Peter Gerges
Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad Técnica de Bialystok, 45C Wiejska Street, Bialystok, 15-351, Polonia Tel: + 1 - 48-85-7469200.
Este artículo utiliza FEM para calcular numéricamente los cambios transitorios de temperatura del disco de freno durante múltiples procesos de frenado. El objetivo principal del estudio es determinar y comparar la temperatura promedio, la temperatura súbita y la temperatura máxima bajo diferentes condiciones de enfriamiento convectivo. El modelo numérico establecido del disco volador tiene en cuenta el acoplamiento mutuo de la velocidad de la aeronave. La temperatura, la sensibilidad térmica de los materiales de los elementos de freno, la presión de contacto y la transferencia de calor por convección son consistentes con los supuestos de la Dinámica Térmica de Fricción y Desgaste (HDFW). Combinando la solución del problema de valor inicial de las ecuaciones de movimiento con la solución del problema de valor límite de la conducción de calor, se obtiene el acoplamiento.
Palabras clave: temperatura; freno de disco; coeficiente de fricción; método de elementos finitos;
1. Introducción
Un aumento en la temperatura de los elementos de fricción del sistema de frenado afecta las características interdependientes de su funcionamiento, como la presión de contacto, la velocidad del vehículo, las propiedades del material, el coeficiente de fricción, el desgaste de pastillas y discos, y la transferencia de calor por convección y radiación [1,2 ] . El calentamiento por fricción es particularmente fuerte en condiciones de ciclos de frenado repetidos con períodos de enfriamiento relativamente cortos, cuando la temperatura inicial de las aplicaciones posteriores es mayor que la temperatura correspondiente al comienzo del ciclo de frenado anterior. Durante múltiples procesos de frenado, la correcta determinación de la temperatura de la superficie de fricción también se vuelve difícil debido a la larga duración del proceso y a la posible acumulación de errores debido a la introducción de simplificaciones del modelo de cálculo en comparación con un único frenado de corta duración. . más difícil [3].
Calentador eléctrico. Después de calentar uniformemente el disco a unos 200°C, se midió la caída de temperatura a diferentes velocidades angulares constantes. Para calcular el campo de temperatura dentro del disco de freno, se utilizan métodos de dinámica de fluidos computacional (CFD). El conjunto de ruedas no fue considerado en el análisis. El objetivo principal del estudio es determinar la distribución de los coeficientes de transferencia de calor por convección a partir de las condiciones de flujo local. Luego se simuló el modelo de frenado FE con conjunto de ruedas y condiciones de frenado de arrastre.
En la literatura [4] se llevaron a cabo estudios experimentales y cálculos numéricos de la transferencia de calor dentro del disco de freno para obtener sus características de enfriamiento. Se consideran la conducción de calor, la convección y la radiación térmica. Las características del flujo de aire y la temperatura se midieron en un dispositivo giratorio utilizando termopares y sensores infrarrojos. A diferencia de las condiciones normales de operación de frenado, en este estudio, la fuente de calor es
La literatura [5] utilizó tecnología FEM y Taguchi para estudiar la influencia del diseño de los componentes del freno y los factores materiales en el rendimiento del frenado. En el modelo computacional se tienen en cuenta la transferencia de calor tanto por convección como por radiación. Para evaluar el coeficiente de transferencia de calor por convección, se especifica un número de Nusselt que representa un disco giratorio en un flujo cruzado turbulento. Al calcular el número de Reynolds, la longitud característica es igual al radio del disco de freno y la velocidad corresponde a la velocidad del vehículo. El factor de reducción adicional permite tener en cuenta otros componentes del vehículo que rodean el conjunto de freno. En la referencia [6] se utiliza una fórmula similar, que también incluye un componente del número de Prandtl, para determinar el coeficiente de transferencia de calor. Cambios de temperatura en diferentes lugares bajo la superficie terrestre y eficiencia de enfriamiento expresada como α[= (convección térmica)
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Datos de Wanfang
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