利用Abaqus用户子程序实现制动盘热分析中的热源移动

在进行制动器热分析时，若要分析整个制动过程或多次制动后的结果，直接采用接触摩擦生热的方式受到制动时间以及大位移接触的影响，计算较困难，若采用结构静态传热又无法实现随制动盘的转动热源的移动。Abaqus中可通过对结构设置质量流率（MASSFLOW），采用热传导分析实现热源移动。需要注意的是，MASSFLOW不支持CAE，需要通过关键字设置。下面以汽车制动盘热分析说明整个过程及MASSFLOW的使用方法。

首先仅建立制动盘的模型即可，不需要制动片模型。如下图所示：

分别设置制动盘的材料属性，设置热传导分析步（Heattransfer）。边界为初始温度场，对流换热、热辐射等。载荷为表面热流密度，施加在初始制动片与制动盘接触的面积内。其中需要考虑热流密度随制动盘速度的变化，对流换热系数随速度的变化，以及对流换热系数沿制动盘径向的变化等。如下图所示为热流密度施加的区域。

接着设置质量流率（MASS FLOW），首先需要指定质量流率施加的区域，此模型中选择制动盘的所有节点，将其设置为一个set，给定相应的name（后续将用到此set）。确认材料、分析步、边界、载荷等设置正确后可输出inp文件添加质量流率关键字或直接在CAE中添加关键字。

在step后添加关键字，如下图所示。添加完成后保存inp文件。

接着是最关键的部分，质量流率需要使用用户子程序实现，子程序中需要给出由制动盘速度变化引起的质量流率的变化，以及沿制动盘径向的质量流率的变化，同时若为多次制动，需要区分制动、停止的过程，仅在制动过程施加质量流率。具体的用户子程序如下所示:

用户子程序

求解时调用此子程序计算即可。整个分析过程可看到热源在制动盘上移动，计算后的温度场结果如下图所示。