熱構造連成によるブレーキの発熱挙動解析
接触状態において相対的に運動している部材間では、摩擦による熱の発生と運動エネルギーの減少が生じます。運動エネルギーに替わって発生するこの摩擦熱は、部材に拡散するとともに周囲にも散逸します。そのため、部材の運動挙動と伝熱挙動の評価は製品設計には欠かせない検討プロセスとなります。
本資料では、ブレーキ機構を例にとり、熱構造連成により接触状態において相対的に運動している部材間の摩擦挙動を解析し、構造物に対する摩擦熱の伝達挙動と運動エネルギーの減少挙動を求めます。
相対運動
回転速度制御が解除される2秒後より摩擦によるディスクの回転速度の低下が確認できます（図１，２）。
図１ ブレーキディスクの回転速度
図２ ブレーキディスクとパッドの摩擦力
温度分布
回転させたブレーキディスクにブレーキパッドを押し当て、発生した摩擦熱による温度上昇の様子（図3）、最高温度節点の履歴（図4）、摩擦による温度上昇（図5）が確認できます。
図３ ブレーキ全体の温度分布
図４ ブレーキパッド接触面の温度分布
図５ 温度履歴（ブレーキパッド接触面）
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