制动盘的热疲劳原因与对策

文章从分析制动盘热疲劳现象入手，介绍了产生热疲劳的原因，从材料力学、金属组织等方面着手，阐述了制动盘承受的热应力和热疲劳状况。然后，针对制动盘的热疲劳现象，介绍了优化制动盘的设计、结构、形状，优选材料等方面的对策，以开发性能优异的制动盘。     

铁道车辆制动盘材料的K指标分析

通过对制动盘的热疲劳分析和对几种典型制动盘材料反复试验表明，K指标能较好地的反映材料抗热疲劳性能优劣，可作为制动盘材料的选材依据。     

时速250 km速度等级城际动车组用制动盘和闸片的研发

基于国内某时速250 km速度等级的城际动车组平台，开展了动车组用制动盘和闸片的研制。按照动车组用制动盘和闸片技术条件和标准的要求，对制动盘和闸片进行了方案设计，制动盘的金相组织、力学性能、内部缺陷和表面缺陷等均满足技术要求；通过制动盘热负荷计算，制动盘在最高制动初速度下的连续两次紧急制动工况下的最高温度未超过制动盘的许用温度；最后通过1∶1制动动力试验及疲劳试验，测试制动盘在不同制动工况下的最高温度，考核制动盘的疲劳性能并验证制动盘和闸片的匹配性，试验结果均满足相关技术条件和标准的要求。研制的制动盘和闸片在国内某时速250 km速度等级的城际动车组上历经2年时间完成了60万km的运用考核，期间经历了雨雪、风沙、高温和重载等复杂运用工况的考验，运用情况良好。     

广州地铁3号线车辆制动盘与闸片国产化研究

通过优化结构设计,选用蠕墨铸铁及复合材料,研制出适用于广州地铁3号线车辆的制动盘和闸片。经过台架试验、装车试验及运营验证,国产制动盘和闸片制动摩擦性能满足120km/h地铁车辆运用要求。     

380km/h高速列车轮装制动盘研制

综合分析研究了380km/h高速列车制动盘的结构、材料化学成分及力学性能,得到满足制动盘技术要求的低合金铸钢材料及循环对称散热筋结构。热应力计算结果表明紧急制动过程中最大热应力为448MPa,小于材料的屈服极限。首次针对高速列车制动盘提出并实施了1 000次11制动动力台b架疲劳试验,疲劳试验表明制动盘摩擦面没有出现热斑、热裂纹等不良状况。初速度为420km/h紧急制动工况下热成像测试显示制动盘表面温度分布比较均匀,制动盘摩擦面最高温度为608℃,满足380km/h高速列车基础制动技术条件要求。     

蠕墨铸铁轮装制动盘的研制与运用

介绍了机车车辆用蠕墨铸铁轮装制动盘盘体材料,盘体结构设计、试制,盘体材料冷热疲劳试验以及制动盘的1∶1制动动力试验、疲劳试验、装车试验及运用情况。     

整体制动盘热应力有限元仿真分析

利用ABAQUS软件,对三筋板、四筋板和散热柱3类结构的合金铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁材料制成的整体制动盘进行了温度场和热应力场分析。研究制动初速度为220 km.h-1时紧急制动情况下整体制动盘的热力学特性。对数值仿真结果的分析表明:当选用相同的材料时,四筋板制动盘的盘面最高温度比三筋板制动盘和散热柱制动盘的要低,四筋板制动盘结构优于三筋板制动盘;合金铸铁制动盘的最大热应力接近极限强度应力,而球墨铸铁制动盘和蠕墨铸铁制动盘的余量较大;与散热柱制动盘相比,四筋板制动盘的最大Mises应力及其应力梯度稍大,但不明显;当1个车轴安装2个制动盘时,制动过程中盘面的最高温度达到308℃,远大于1个车轴安装3个制动盘时的220℃;最大Mises应力大于280 MPa,超过了合金铸铁制动盘的允许应力(235 MPa)。建议准高速客车每轴安装3个制动盘。     

200 km/h高速客车制动盘的研究

对200km／h高速客车制动盘的结构、材质进行了分析研究，并通过大量的试验及计算机仿真证明：用特种蠕墨铸铁和钢毂构成的制动盘结构合理，性能优良，安全可靠。     

160 km/h货物列车制动盘、闸片材料及制动性能试验研究

通过选材试验研制出了特种蠕墨铸铁.该材料在常温及高温下机械性能较好,热膨胀系数较小,热传导系数较高,并且铸造工艺性能好.特种蠕墨铸铁制动盘与半金属基合成闸片相匹配的摩擦副,不仅结构合理,摩擦制动性能良好,而且安全可靠性较高,能满足160 km/h高速货物列车的运行要求.     

高速列车特种铸铁制动盘可行性的研究

通过对特种铸铁制动盘材质的性能，结构及１：１摩擦制动性能的分析研究，证明该制动盘能满足２００￣２５０ｋｍ／ｈ高速列车使用要求。     

制动盘摩擦面热损伤的形成机理分析

热斑、疲劳裂纹和应力开裂是钢铁制动盘摩擦面在服役过程中存在的热损伤现象,是导致疲劳裂纹失效的重要起因。研究摩擦面热损伤的形成机理对于防止制动盘的热损伤失效具有重要意义。采用有限元计算与理论分析相结合的方法,研究了制动盘热斑、裂纹和应力开裂3种热损伤的形成机理、影响因素。重点分析了热斑形成的温度条件和材料的组织变化、裂纹的形成和扩展规律以及5种约束所形成热应力的分布规律。     

铸钢制动盘体的研制与应用

高速重载铁路机车的大制动力对制动盘提出了更高要求，文章着重介绍了时速160 km内燃机车用铸钢材质制动盘体的结构设计，并在ABAQUS软件中建立了有限元仿真模型，对盘体进行了热负荷模拟校核，结果满足要求。研究探讨了材料化学成分对盘体性能的影响，分析了实践生产制造和检验过程中遇到的问题和控制方法，通过了盘体材料的性能检验和1∶1制动动力试验及疲劳试验，经过运用考核，运用情况良好。     

基于VDI 2230标准的轴装制动盘螺栓设计方法研究

螺栓作为轴装制动盘中关键的传力零件,在制动过程中将盘体上的制动力和制动扭矩传递至盘毂和车轴上,且频繁承受热负荷和冲击载荷的作用,其疲劳性能和防松性能直接影响车辆的行车安全。文章在对螺栓连接基本原理进行分析的基础上,对轴装制动盘的服役工况和载荷进行分析和计算,结合VDI2230标准提出了轴装制动盘螺栓进行正向设计和校核的方法,对制动盘紧固件设计具有重要指导意义。     

蠕墨铸铁制动盘台架试验研究

在1:1台架试验机上对新研制的与半金属材料闸片摩擦配副的蠕墨铸铁制动盘的摩擦因数、温度特性等进行了系统研究。台架试验结果表明，新研制的制动盘具有良好的制动性能。     

制动盘疲劳特性研究方法浅探

阐述了制动盘疲劳裂纹产生机理的探索方法和制动盘裂纹扩展到极限寿命的研究手段,为制动盘疲劳特性的研究和预测制动盘疲劳寿命提供了初步的方法和依据。     

CR200J动力集中电动车组拖车铸钢制动盘研究与开发

在现有25T型客车铸铁制动盘的技术基础上,结合近年来在铸钢盘体材料研究方面的新成果,研制适用于CR200J动力集中电动车组拖车(包括控制车)的铸钢制动盘,以提升电动车组的制动性能和运用安全性,保证电动车组长期、高效服役。经盘体铸钢材料研究、制动盘结构研究、热容量仿真计算、1:1制动动力性能试验及1 000次以上的疲劳试验,表明新研制的合金铸钢制动盘能够满足速度160/km速度等级、轴重18t以下车辆的制动要求,并经电动车组现车综合试验和20万km以上运用考核,新研制的铸钢制动盘运用状态良好,能够满足CR200J动力集中电动车组运用要求。     

列车钢质锻造制动盘研究进展

钢质锻造制动盘具有优良的力学性能、疲劳性能、耐热裂性能及摩擦性能,研究高速列车钢质锻造制动盘,对于提高我国高速列车制动技术,掌握自主知识产权意义重大.介绍了高速列车钢质锻造制动盘的分类与性能要求,阐述了日本、法国和中国高速列车钢质锻造制动盘的研究历程,并就国内外研制的高速列车钢质锻造制动盘的材质、结构和性能特点进行论述.     

蠕虫状石墨低合金铸铁制动盘试验研究

介绍了蠕虫状石墨低合金铸铁轮装制动盘的盘体材料以及盘体样机1∶1制动动力试验、1∶1制动动力疲劳试验、装车试验的情况,结果表明满足城轨列车制动需求。     

制动盘对盘形制动摩擦性能的影响

在1：1惯性力矩制动试验台上对2种不同石墨形态的铸铁制动盘与混杂纤维增强酚醛基制动闸片配副时的摩擦磨损性能进行了研究。结果表明，制动盘对盘形制动摩擦性能有明显影响。     

列车制动盘温度演变规律试验研究

基于TM-I型缩比惯性试验机，结合红外热像仪，在制动压力0.35～0.80 MPa、制动初速度60～160 km·h^-1条件下，以蠕墨铸铁制动盘为参考系，试验研究铝基制动盘的温度演变规律。结果表明：在制动压力0.80 MPa条件下，制动初速度由100 km·h^-1增至160 km·h^-1时，铝基制动盘峰值温度场由均匀分布转变为多条分离的带状分布，而铸铁制动盘均有宽度约为10 mm的高温带出现；2种制动盘峰值温度均随制动压力和制动初速度的升高而升高，但在制动过程中铝基制动盘的瞬时峰值温度呈“稳步上升”型，在制动后期下降不明显，而铸铁制动盘则为先快速升高，再“锯齿形”爬升，最后有所下降；制动压力为0.65 MPa时，制动初速度由80 km·h^-1增至160 km·h^-1时，铝基制动盘径向最大温差由31℃增至56℃，最大温度梯度由1～2℃·mm^-1增至3～4℃·mm^-1，而铸铁制动盘最大温差则由139℃增至233℃，最大温度梯度由7～8℃·...