Etude thermomecanique des disques de frein application du code de calcul ANSYS v11.0

• Résumé
  
• Abstract
  
• Introduction générale
  
• INTRODUCTION GENERALE
  
• Introduction générale
  
  • I.1 INTRODUCTION
    
  • I.2 STRUCTURE GENERALE D'UN SYSTEME DE FREINAGE
    
  • 
    
  • I.3 FREINS TRAVAILLANT PAR FROTTEMENT I.3.1 Frein à tambour
    
  • I.3.1.1 Principe de fonctionnement
    
  • I.4 ELEMENTS D'UN FREIN Á DISQUE
    
  • I.5 TYPES DES ETRIERS
    
  • I.5.1 Frein à étrier coulissant
    
  • I.5.2 Frein à étrier fixe
    
  • 
    
  • I.6 LES TYPES DE DISQUE FREIN
    
  • I.7.2 Les disques percés
    
  • I.8 COMPARAISON ENTRE TAMBOUR ET DISQUE I.8.1 Avantages
    
  • I.9 LES PLAQUETTES
    
  • I.10 PROBLEME DU DISQUE DE FREIN
    
  • I.11 LES MATERIAUX DU DISQUE DE FREIN
    
  • 
    
  • I.11.1 Le disque
    
  • I.11.2 Les garnitures
    
    • 1.11.3 Les supports
      
  • I.12 CRITERES D'EVALUATION D'UN SYSTEME DE FREINAGE
    
  • I.12.1 Efficacité
    
  • I.12.2 Confort
    
  • I.12.3 Endurance
    
  • I.12.4 Autres critères
    
  • I.13 PHENOMENES THERMIQUES DANS LE DISQUE
    
  • I.14 PHENOMENES MECANIQUES DANS LE DISQUE
    
  • I.15.2 Fontes
    
  • I.15.3 Carbone
    
  • I.15.4 Conditions d'utilisation
    
• 
  
• II.1 INTRODUCTION
  
• II.2.1 Champ de température
  
• 
  
• II.2.2 Gradient de température
  
• II.2.3 Flux de chaleur
  
• II.3 MODES DE TRANSFERT DE CHALEUR
  
• II.3.1 Conduction
  
• II.3.1.1 Résistance thermique
  
• II.3.1.2 Les régimes permanents
  
• 
  
• II.3.1.3 Les régimes transitoires
  
• II.3.2 Convection
  
• II.3.2.1 Le nombre de Reynolds
  
• II.3.2.2 Le nombre de Nusselt
  
• II.3.2.3 Le nombre de Prandtl
  
• II.3.3 Rayonnement
  
• II.4 Stockage d'énergie
  
• II.5 Les équations gouvernantes du transfert de chaleur transitoire par conduction
  
• II.6 CALCUL DE FLUX DE CHALEUR ENTRANT DANS LE DISQUE
  
• II.6.1 Introduction
  
• 
  
• II.6.2 Les efforts agissant aux roues lors du freinage
  
• II.6.3 Puissance de freinage totale
  
• 
  
• II.6.4 Expression du flux thermique initial
  
• 
  
• III.1 INTRODUCTION
  
• III.2 LA MODELISATION THERMIQUE DU PROBLEME III.2.1 Equation de la chaleur
  
• III.2.2 Forme différentielle
  
• III.2.3 Forme intégrale faible
  
• III.2.4 Forme discrétisée : éléments finis
  
• III.2.4.1 Représentation élémentaire (ou locale) du champ de températures
  
• 
  
• III.2.4.3 Partition des degrés de liberté
  
• 
  
• III.2.4.4 Discrétisation de la forme intégrale faible De l'expression du champ de températures T :
  
• III.2.4.4.1 Conditions initiales et conditions aux limites
  
• 
  
• III.3 ETUDE MECANIQUE DU CONTACT PLAQUETTE DE FREIN/DISQUE
  
• III.3.1 Introduction
  
• III.3.2 Simulation du problème en ANSYS
  
• III.3.4 Choix du maillage
  
• 
  
• III.3.5 Détermination de la pression de contact
  
• III.3.6.1 Modélisation du chargement et des conditions aux limites
  
• III.3.6.1.1 Conditions aux limites appliquées au disque
  
• 
  
• III.3.6.1.2 Conditions aux limites et chargement appliquées aux plaquettes
  
• III.3.7 Gestion du contact
  
• III.3.8 Lancement de calcul
  
• III.4 MODELISATION DU COUPLAGE THERMOMECANIQUE III.4.1 Introduction
  
• III.4.2 Méthode de la résolution
  
• III.4.3 Formulation du problème
  
• III.4.3.1 Problème thermique
  
• III.4.3.1.1 Flux de chaleur
  
• III.4.3.2 Problème élastique
  
• III.4.4 Analyse en ANSYS Multiphysics
  
• IV.1 INTRODUCTION
  
• IV.2 FICHE TECHNIQUE DU VEHICULE CHOISI
  
• IV.3 DESCRIPTION DU DISQUE DE FREIN VENTILE ET PLEIN ET DES PLAQUETTES
  
• IV.4 DETERMINATION DU COEFFICIENT D'ECHANGE PAR CONVECTION (H) IV.4.1 Introduction
  
• IV.4.2 Modélisation en ANSYS CFX
  
• IV.4.3 Préparation de la géométrie et du maillage
  
• IV.4.3.1 Domaine fluide :
  
• IV.4.3.1.1 Préparation du Maillage :
  
• IV.4.3.2 Disque de frein
  
• IV.4.3.3 Etude du maillage
  
• IV.4.4 Flux d'air en mécanique des fluides
  
• IV.4.5 Equations caractérisant un domaine fluide
  
• IV.4.6 Modèle physique
  
• IV.4.6.1 Etat stationnaire
  
• IV.4.6.1.1 Initialisation de la turbulence
  
• IV.4.6.1.2 Définition du modèle matériau
  
• IV.4.6.1.3 Définition du modèle Conditions Limites
  
• IV.4.6.1.4 Application des interfaces de domaine
  
• IV.4.6.1.5 Méthode de résolution transient
  
• IV.4.6.2 Etat instationnaire
  
• IV.4.7 Conditions temporelles
  
• IV.4.8 Lancement du calcul et affichage écran des données
  
• IV.5.1 Cas stationnaire
  
  • a. Disque plein
    
  • b. Disque ventilé
    
• IV.5.2 Cas instationnaire
  
• IV.6 EVOLUTION TRANSITOIRE DE LA TEMPERATURE DU DISQUE
  
• IV.6.1 Introduction
  
• IV.6.2 Description paramétrique du freinage
  
• IV.6.3 Maillage ou discrétisation
  
• IV.6.5 Résultats et corrélation
  
• IV.6.5.1 Disque plein
  
• IV.6.5.2 Disque ventilé
  
• IV.6.6 Comparaison et interprétation
  
• IV.6.6.1 Comparaison entre les trois types de fonte
  
• IV.6.6.2 Comparaison entre disque plein et ventilé
  
  • a. Disque plein
    
  • b. Disque ventilé
    
• IV.6.7 Influence du mode de freinage
  
• IV.6.7.1 Freinage répété
  
• 
  
• IV.7 RESULTATS DE CALCUL MECANIQUE ET DISCUSSIONS
  
• IV.7.1 Maillage du modèle
  
• IV.7.2 La déformée totale
  
• IV.7.3 Contraintes équivalentes de Von Mises
  
• 
  
• IV.7.4 Champ de contraintes sur les plaquettes de frein
  
• IV.7.4.1 Plaquette intérieure
  
• IV.7.4.1.1 Répartition du champ des contraintes équivalentes de Von Mises
  
• IV.7.4.1.2 Répartition du champ de pression de contact
  
• IV.7.4.2 Plaquette extérieure
  
• IV.7.4.2.1 Répartition du champ des contraintes équivalentes de Von Mises
  
• IV.7.5 Contraintes de traction/compression et contraintes de cisaillement dans le disque
  
• IV.7.8 Résultats des modèles maillés
  
• 
  
• IV.7.9 Influence du matériau des plaquettes
  
• IV.7.9.1 Influence du module de Young des plaquettes
  
• IV.7.9.2 Influence du coefficient de frottement
  
• IV.7.9.4 Cas d'un disque en acier inoxydable
  
• IV.7.9.4.2 Comparaison entre le champ des contraintes
  
• IV.7.9.5 Etude de l'influence de la rainure
  
• IV.8 RESULTATS DU CALCUL THERMOELASTIQUE
  
• IV.8.1 Déformée totale et contraintes de Von Mises du modèle
  
• IV.8.2 Champ des contraintes de Von Mises dans la plaquette intérieure
  
• IV.8.3 Pression de contact
  
• IV.8.4 Déformation du disque
  
• IV.8.5 Effet parapluie
  
• Conclusion générale et perspectives
  
• CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES
  
• Conclusion générale et perspectives
  
• 
  
• Conclusion générale et perspectives
  
• BIBLIOGRAPHIE
  
• Conclusion générale et perspectives
  
• Conclusion générale et perspectives
  
• Conclusion générale et perspectives