Modellering och analys av en tågbroms

Sammanfattning: Projektgruppen har fått i uppdrag att omskapa en befintlig CAD-modell av en tågbroms bestående av endast ytor till en sammanställning av solida, separata komponenter och delsystem. Modellen ska användas för att beskriva bromsens funktion och ligga till grund för FEM-analyser av kontaktförhållandet mellan belägg och skiva. Med hjälp av en litteraturstudie, beräkningar, datorprogrammen Solid Edge och ANSYS samt muntliga källor angreps uppgiften. En enkel skiss av bromsens grundläggande mekanik togs därefter fram. Den erhållna CAD modellen var endast ett tomt skal bestående av ytor. Dessa var placerade på ett sådant sätt att tågbromsen till synes var en 3D-solid. För att använda fler av Solid Edges funktioner och även exportera bromsen till andra program krävdes att solida delar skapades. Då detta gjorts sammanställdes en något förenklad modell av tågbromsen. En enkel överslagsberäkning av den bromskraft som krävs gjordes och användes sedan då en analys av kontakttrycket i bromsskivan gjordes i ANSYS. I programmet gjordes FEM-beräkningar och jämförelser av kontakttrycksfördelningen för tre olika typer av bromsbelägg, ett organiskt belägg utan slitsar, ett organiskt belägg med slitsar samt ett sintrat belägg. Vid analysen erhölls konvergerade resultat för två av beläggtyperna, det organiska utan slitsar samt det sintrade. För det organiska belägget med slitsar konvergerade aldrig resultatet, troligtvis på grund av den komplicerade geometrin. En förenkling av detta belägg kan möjligen medföra ett bättre resultat.Vidare bör det utredas vad som är fel i modellen och därefter kan fler analyser av det mekaniska- och termiska kontaktförhållandet göras.