北美双层电客车基础制动装置配置及特性

目的：列车基础制动装置的选型及性能将直接影响列车的行驶安全，为解决此问题，特介绍了北美双层电客车基础制动装置的配置及特性。方法：对北美双层电客车的基础制动装置形式、踏面制动单元的特性、盘形制动单元特性和基础制动热容量进行了分析。结果及结论：应力分析表明，在盘型制动的制动盘温度急剧变化的过程中，其应力变化梯度较小，制动盘材质性能稳定。热容量分析结果显示，车轮踏面及制动盘在连续2次紧急制动工况下能完全满足设计许可温度。因此，该基础制动装置的性能完全满足列车使用要求。     

准高速客车制动盘温度场及应力场的计算与分析（上）

温度场，应力场仿真计算，已开始在盘形制动机制盘的设计中应用，作者通过对该仿真计算在准高速盘形制动机制动盘设计中应用的总结，提出准高速制动过程制动盘内温度，应力的分布特点及其由此引起的制动盘在运用中需要考虑的问题。通过计算分析，还提出了设计高速列车制动盘应注意的问题。     

高速列车制动盘温度及热应力仿真分析

根据300km／h高速列车的模型参数，对研制的高速列车用制动盘温升情况进行了ANSYS仿真分析，对锻钢制动盘盘体进行了热应力分析。结果表明，该制动盘能满足材料强度方面的要求。同时对制动盘与粉末冶金摩擦片配对的制动试验情况及结果数据进行了分析，表明了研制的高速列车制动盘在结构和制动性能方面具有较大的优势，能满足高速动车组用制动盘的要求。     

高速列车基础制动系统的设计研究

结合270km·h-1高速列车基础制动系统的研制现状,在大量试验和仿真计算的基础上,计算和分折盘形制动的受载机理、材料性能及盘形制动功率极限。通过比选分配复合制动和纯空气制动等不同工况的制动力,计算动力车和拖车的制动缸压力。通过计算分析得出,270km·h-1高速列车采用动力制动和盘形制动时的制动距离为3514 7m,能够满足高速列车的制动初速为270km·h-1时紧急制动距离小于3700m的要求。但是,经分析认为当运行速度超过250km·h-1时,除采用动力制动和盘形制动外,还是应同时采用涡流制动、磁轨制动等多种制动方式,以减轻盘形制动的负荷,延长制动盘和闸片的使用寿命,降低运营成本。     

关于25K型客车制动盘磨损问题的探讨

济南铁路局青岛车辆段配属的25K型提速客车自1999年至今已经过了6年的运用考验，从总体上讲，其盘形制动运用效果良好。与闸瓦制动相比，盘形制动在缩短制动距离、提高制动效率等方面效果明显。但是，盘形制动轮对在运用过程中也出现了不少问题，制动盘摩擦面磨损严重就是其中之一。由于制动盘摩擦面磨损严重，造成其车削率居高不下，有的甚至直接磨耗到限，需更换制动盘。这不仅大大增加了该型轮对的检修费用，还给旅客列车行车安全带来潜在的威胁。     

高速轮轨列车制动盘热应力有限元研究

盘式摩擦制动器在高速轮轨列车上有着广泛的应用。但该制动器在制动过程中因制动盘温度的急剧上升,将使制动性能降低,甚至有可能导致制动盘失效,因此制动盘温度和应力分布对制动盘的寿命及制动性能有着重大影响。本文采用有限元方法对高速轮轨列车制动盘的瞬态温度场和热应力进行了分析研究。根据制动盘制动原理和传热原理,确定了温度场和热应力有限元分析中的载荷、边界条件、加载过程和模拟工况,通过对蠕铁、25Cr2Mo1V和35CrMo 3种制动盘材料在相同结构、相同制动过程条件下的热应力分析,对不同材料制动盘热应力的影响进行了考查和热特性的分析对比,为制动盘的设计和优化提供了依据。     

城轨车制动盘的发热验算

针对盘形制动的热逸散问题，提出了2种制动盘的发热验算方法。     

350 km/h高速列车轮装制动盘仿真分析

利用有限元仿真分析方法对新研制的高速列车制动盘进行热容量仿真分析,并将高速列车制动盘在制动过程中的温度场仿真分析结果与1∶1制动动力试验结果进行比较,分析制动盘制动过程温度场分布规律,表明仿真分析是研究高速列车制动盘制动过程的有效手段.     

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。     

支持自动分析的列车制动盘有限元分析仿真

列车制动盘对列车运行安全具有重要作用,通过有限元分析能对制动工况下制动盘的性能进行有效分析仿真.制动盘有限元分析一般需由专业人员采用手动操作分析,难以满足高效、便捷等分析仿真要求.在研究列车制动盘有限元分析具体步骤的基础上,构建了利用VB和APDL实现列车制动盘有限元自动分析仿真的技术方案,开发了列车制动盘温度场有限元自动分析软件,给出了利用该软件系统进行制动盘瞬态温度场有限元自动分析仿真的实例.     

铁道车辆制动热负荷的计算及应用

制动热负荷对铁道车辆的制动能力和装置使用寿命有重要的影响。文中根据轴重、速度和紧急制动能力(减速度)，对不同客货车辆的制动热负荷从停车制动能量和平均轴制动功率两方面进行了计算比较。并按照不同基础制动装置的制动热负荷能力，分析了踏面制动方式和盘形制动方式适应的速度范围，包括准高速客车提速到200km·h-1的盘形制动设计问题和高速列车复合制动的制动热负荷问题。从而提出了重载、高速铁道车辆的有关制动热负荷的设计限界。     

列车制动盘参数化设计与虚拟制动计算系统研究

列车制动盘设计性能的好坏,直接关系到列车的行车安全.传统经验设计和近似手工制动计算难以满足列车制动盘设计计算科学性、准确性、可靠型的要求.介绍了列车制动盘参数化设计和虚拟制动计算系统的实现方案,如何利用VB调用SolidWorks API实现列车制动盘三维模型的参数化设计,以及如何利用VB开发编程实现对设计出的列车制动盘进行虚拟编组列车的制动校核计算.     

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。     

基于摩擦功率法的列车制动盘瞬态温度场分析

针对在已有的制动盘瞬态温度场模拟中,摩擦表面摩擦生热热流密度的计算没有考虑摩擦热流在摩擦面上分布的差异,提出用摩擦功率法及摩擦副周向接触长度确定制动盘摩擦面摩擦生热热流密度的方法。根据温度场分析时的载荷和边界条件,建立制动初速200 km.h-1条件下列车紧急制动过程中制动盘瞬态温度场的有限元模型并进行数值分析,结果表明:在制动过程中,制动盘高温区域集中在制动盘摩擦半径至外径区域,温度最高可达289.9℃;摩擦热流对盘体内径附近区域的影响较小;能反映出制动盘和闸片周向接触长度径向分布对制动盘表面温度场分布产生的影响。     

广深线准高速客车盘形制动研究

论述了广深线１６０ｋｍ／ｈ准高速客车客车用大功率盘形制动装置；制动盘与闸片的结构与材质研究；制动盘通风散热性能试验及耐热裂性能计算机模拟及实物验证试验；盘形制动摩擦－摩擦－靡损性能试验研究。以及在环行线进行的准高速客车溜放制动试验及准高速列车制动运行试验。试验结果表明，所研究的大功率盘形制动装置能满足准高速客车制动要求，１６０ｋｍ／ｈ速度下列车的紧急制动距离均小于提出的１４００ｍ要求。     

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。     

跨坐式单轨车辆轴端安装的制动盘设计

根据跨坐式单轨车辆走行部结构和空间尺寸,以及工作和维护需求,设计了可拆卸摩擦环的制动盘结构。制动盘直接压装在减速箱一级减速轴的外端。建立制动盘结构仿真模型,对制动盘温度场及热应力场进行有限元分析,仿真验算在超员载荷条件下的制动过程中制动盘的温度与应力。结果表明,所设计的盘毂轴端安装可拆卸制动盘热容量满足跨坐式单轨车辆制动要求。     

一种新型铁路客车制动盘的开发

结合对我国铁路客车制动盘运用现状的分析,并根据新型动力集中客车的制动要求,开展了新型铁路客车制动盘的结构设计及材料选型,并通过热机械耦合仿真方法验证了制动盘结构及材料设计的可行性。进而开展了制动盘铸造、热处理工艺设计及1:1制动动力试验及疲劳试验,开发了合适的制动盘产品。最后,通过装车考核试验进一步验证了制动盘在实际线路运用条件下的可用性。     

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.     

高速列车合金锻钢制动盘温度场仿真分析

紧急制动时的制动盘温度状况与其使用寿命密切相关,而如何准确预测制动盘摩擦表面的温度及温度场分布成为研究摩擦制动盘表面磨损、金相转变及热裂纹的关键技术。本文提出了一种把热辐射系数折算成对流换热系数的方法,建立了锻钢制动盘三维循环对称有限元模型、热输入数学模型及对流散热数学模型。用平均轴制动功率法,对高速列车“中华之星”在270 km/h紧急制动时制动盘温度场分布进行仿真。仿真结果表明,高速列车实施紧急制动时,制动盘摩擦升温最高可达935℃,且高温区域集中在制动盘摩擦表面的中部区域。在1∶1制动动力台进行紧急制动试验,试验结果与仿真数据比较接近,从而验证了该模型的有效性,为制动盘应力场分析及其结构参数优化提供了直接依据。