OS-T：1371 ブレーキアセンブリのブレーキスキール解析

本チュートリアルでは、ブレーキアセンブリについて、ブレーキスキールの解析を行います。ディスクブレーキは、ディスク上のブレーキパッドのセットを使ってクランプ荷重をかけることにより動作します。パッドとディスクとの間に生じる摩擦は減速の原因となり、システムの動的不安定を引き起こす可能性があります。この現象は、ブレーキスキールと呼ばれます。

このモデルについて、OptiStructは不安定モードを予測し、不安定性は合着モード点で起こる、すなわち、モードのペアが同じ振動数で生じ（モード連成）、それらのうちの１つが不安定であることが分かります。不安定モードは、複素固有値抽出中に特定され得ます。これは、不安定モードに対応した固有値の実数部分が正であるためです。

本チュートリアルで示すように、ブレーキパッドの形状、あるいはブレーキ部品の材料特性を変更することによりモードを非連成にして、ブレーキシステムが安定化するよう設計を進めることが可能です。本チュートリアルの目的は、ブレーキスキールの解析を実施し、不安定モードが存在する場合は、それを特定することにあります。

図 1. モデルのレビュー

brsq.femファイルデータ

• ブレーキアセンブリについて六面体メッシュが生成されている
• すべてのパートは材料MAT1で定義されている
• すべてのパートはSolid Elementプロパティで定義されている
• ディスクに関し、円筒座標系が定義されている
• ブレーキパッドとディスクとの間はサーフェス間（S2S）接触が定義されている

２つのサブケースが定義されています：

図 2.

1. サブケースCLAMPLOAD： 非線形静解析
   絶縁体にかかる圧力荷重、SPC（自由度1）を伴う

   
   
   図 3.

2. サブケースROTOR：CNTNLSUB非線形静解析
   パッドおよびディスクの回転にかかる圧力荷重、非ゼロSPC（自由度2）を伴う

   
   
   図 4.

   ヒント:

   1. 指定される回転は、ディスクとパッドとの間の接触が動的摩擦にあるべく十分大きく、しかし、小変位NLSTATを確保できるほどには小さくなくてはなりません。
   2. 動的摩擦は一定値（速度とは無関係）であるため、SPCDにより指定される回転は、回転速度の指定と等しくなくてはなりません。重要な結果は、接触節点が動的摩擦モードにあることで、SPCDを用いてどれだけ速く、あるいはどれだけ遠くこれを動かすかは問題ではありません。