高速列车制动盘摩擦副的优化

对高速列车上使用的制动盘进行强化散热设计,采用在制动盘摩擦面开导流槽的方法,使其能够对制动盘摩擦面起到进一步散热的效果。根据摩擦学、流体力学、传热学原理对制动盘导流槽进行设计并分析,采用计算流体动力学软件FLUENT分析了制动盘摩擦面导流槽内流场的分布情况,通过ANSYS10.0有限元软件对制动盘的温度场进行了仿真分析。最终验证了在制动盘表面开导流槽存在强化散热方面的作用。     

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。     

制动闸片结构特征的表征方法研究

闸片结构直接影响制动盘的温度场分布,而制动盘表面的温度场分布是影响制动盘使用寿命的重要因素.基于摩擦块空间分布特征与制动盘温度场的关系,探讨了制动闸片的表征方法,通过引入径向结构因子和周向结构因子两个概念,表征了摩擦块在径向和周向上的排布对制动盘温度场的影响程度,并利用有限元软件模拟验证了径向结构因子和周向结构因子与制动盘温度场的关系.结果表明,径向结构因子反映了摩擦功率沿盘径向的分布规律;周向结构因子反映出摩擦功率在制动盘周向的分布规律,通过这两个参数,较客观地描述了闸片的结构特点,并可用于评价制动闸片对制动盘热应力分布的影响程度.     

城市轨道交通列车3次紧急制动工况下的制动盘热容仿真

城市轨道交通列车制动系统的设计需要满足3次紧急制动的需要,因此有必要对3次紧急制动工况下的制动盘热容量进行分析.基于有限元热机耦合仿真方法,通过建立的制动盘仿真模型,根据列车运行参数设置边界条件及仿真参数,利用有限元软件ANSYS计算得到瞬态温度场、应力场分布.仿真结果表明,基于ANSYS的有限元方法用于制动盘3次紧急制动工况分析的方法正确,根据设定的站间距分析的3次紧急制动工况下制动盘最高温度约293℃,最大应力约135 MPa,满足列车运行设计要求,可为制动盘的工程应用提供参考.     

闸片结构对制动盘温度场及热应力场的影响

制动盘表面温度和应力的分布关系到制动盘的寿命,而制动闸片的结构是影响制动盘表面温度和应力的关键因素。利用有限元软件,建立了闸片结构与制动盘温度场及热应力场分布的关系,并提出了与闸片结构和摩擦功率密切相关的结构因子的概念,摩擦面积和摩擦速度增加都将增加结构因子。模拟计算表明,随结构因子的增加,表面温度及热应力增加,结构因子的波动程度决定了热应力。减小结构因子变化的范围则可改善制动盘热应力的分布。结构因子的提出为改善制动盘温度场及应力场提供了参考依据,对闸片结构的设计具有指导意义。     

3D打印制动盘的制动温度场仿真及试验验证

采用金属3D打印技术制造了悬挂式单轨车辆的2∶1比例制动盘。为了验证该制动盘的实际使用可靠性,采用Ansys软件建立了相应的有限元模型,并且进行了紧急制动过程下的仿真,得出了相应过程中的制动盘温度场分布。为确认仿真结果的可靠性,采用试验装置对3D打印制动盘和传统铸造制动盘进行对比试验验证,测量制动盘温度分布。试验结果证明,3D打印制动盘能满足制动性能要求,可代替传统生产的制动盘。     

120 km/h B型地铁车辆制动盘设计计算分析

运用ANSYS有限元分析软件,模拟了120km/h B型地铁车辆用制动盘在紧急制动工况下的表面温度和应力场分布情况,并对制动盘设计结构和材料性能进行了分析。     

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.     

基于有限元法的动车组制动盘制动能力分析

采用ANSYS10.0有限元软件,建立了制动盘三维对称循环有限元模型,对不同制动初速度、减速度和载重条件下,紧急制动过程中的三维瞬态温度场和热应力场进行仿真和分析,得出了给定条件下制动盘温度、应力情况,并从制动盘所能承受的最高温度和最大应力两方面分析了其制动能力.     

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.     

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。     

铁道车辆用铸铁制动盘的热疲劳性能评估

自从盘式制动装置问世以来，铁道车辆制动盘的热疲劳一直是个很棘手的问题。为开发对热冲击负荷有高耐热性能的铸铁制动盘，研制出了3种不同成分的候选材料。铸铁的主要化学成分为铁、碳、硅、锰、镍、铬、钼、铜和铝，并测试了其机械性能和热性能；然后用笔者研制出的热疲劳性能测试仪器进行了热疲劳性能的测试。该仪器可测温度范围为20～15...     

快速货车制动盘热应力分析

制动系统是快速货车的关键技术之一,制动盘是制动系统中承受机械及热负荷的主要部件。通过160km/h快速货车制动计算,确定了紧急制动过程中制动盘的边界条件,并通过ANSYS建立有限元分析模型,得到制动过程中制动盘温度及应力分布。通过分析计算,确定了在160km/h快速货车上每轴制动盘的数量。     

高速动车组轮盘用紧固螺栓仿真分析

高速动车组轮装制动盘通过多个螺栓与车轮固定,制动过程中,由于制动盘和螺栓产生热变形,导致螺栓承受较大拉应力,存在失效可能。利用有限元软件ABAQUS,建立了与实际相符的高速动车组轮装制动盘、车轮、联接件、螺栓套的有限元模型,螺栓施加相应的预紧力。计算得到300km/h高速动车组制动盘和螺栓联接件的温度场和应力场结果,校核了螺栓强度,为不同时速的动车组轮装制动盘用螺栓提供了模拟计算方法。在1∶1台架试验上,验证了模型温度场计算的准确性。     

制动盘热机械耦合仿真系统的开发

为实现制动盘不同工况下热机械耦合仿真分析,采用APDL(ANSYS Parametric Design Language)语言编程实现仿真过程的参数化,同时通过UIDL(User Interface Development Language)语言及TCL/TK语言编写界面,开发了嵌入ANSYS系统内部的仿真集成系统。提出的方法可为制动盘及其他车辆制动部件的热机械耦合仿真工作提供有效的指导和依据,开发的仿真系统具有一定的实用价值。     

轨道车辆制动电阻的CFD模拟

为准确分析轨道车辆电制动过程中,制动电阻片表面温度场、流场和压力场,考虑了温度对冷却空气热物理性能的影响,建立了制动电阻片的分析模型.分析结果表明,CFD仿真可为制动电阻设计提供指导.