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。     

高速机车制动盘及其优化设计

介绍了轮盘制动与轴盘制动的安装方式与结构形式,综述了高速机车制动盘材料、制动盘温度应力的研究进展,提出应综合制动盘材料、制动盘结构、制动盘与闸片间的匹配关系来进行制动盘的优化设计。     

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。     

铁路客车制动盘的运用现状及展望

对我国现有铁路客车制动盘的结构、材料及运用现状进行介绍,并针对不同制动工况下的蠕墨铸铁材料制动盘的适用性进行了分析,指出目前客车制动盘的热容量无法满足更高制动工况的使用要求。进而从现有材料提升、转向架及摩擦副配置以及制动盘材料更新等角度提出了发展我国铁路客车制动盘的建议。     

160km／h客车制动盘的材料设计与结构设计

本文系统地阐述了我厂１６０ｋｍ／ｈ客车制动盘的材料设计与结构设计，分析比较了所设计材料及结构的特点。     

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。     

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。     

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。     

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。     

新型磁浮式轨道巡检车制动盘温度场及热应力场分析

摘要;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,对实心、开通风槽和开通风槽及散热孔3种不同结构类型的灰铸铁材料的制动盘进行温度场和热应力场的分析.计算比较制动初速度为60 km/h时紧急制动情况下不同结构类型制动盘的热力学特性.仿真结果表明:3种不同结构的制动盘温度分布趋势和应力分布趋势基本...     

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。     

列车制动盘热分析现状与展望

盘形制动是一种广泛应用于轨道列车和汽车的制动方式。在制动过程中制动盘及制动闸瓦会产生大量热量,从而影响制动性能,故对制动盘进行热分析十分必要。基于盘形制动在列车上的运用情况及重要性,介绍了列车制动盘常用材料、制动盘结构型式及相关的热分析研究,并对不同的制动盘热分析方法进行分析比较,最后对列车制动盘热分析的现状及发展方向进行了总结和展望。     

提高蠕铁客车制动盘使用寿命的研究

蠕铁制动盘运用于160 km/h客车时,制动盘服役过程中会出现盘面裂纹超限情况。通过对失效制动盘的解剖分析,发现盘面裂纹超限与材料强度、组织均匀性、蠕化率等因素有关。通过进一步低合金化成分,提高了盘体结构强度与材料强度;优化盘体铸造工艺,使金属液充型更平稳,盘体基体组织更均匀;优化蠕化工艺,提高了制动盘蠕化率。通过台架试验对比与应用仿真计算,制动盘使用寿命提高约25%。     

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。     

提速客车制动盘热应力有限元分析

对客车制动盘盘体进行了热应力有限元分析，计算了制动过程中盘体的温度变化和分布以及盘体的热应力分布，同时，对导热率，比热容和线胀系数等有关材料属性进行不同方案的对比分析，给制动盘结构设计和新型盘体材料的开发提供了参考。     

高速列车制动盘材料参数热敏感性分析

阐述了制动盘材料物理性能参数及其影响因素,以及参数高温变化关系;通过将材料物理性能参数如导热系数、比热系数以及线膨胀系数等进行定量浮动变化后进行制动盘同工况条件下热机耦合仿真分析,察看制动盘温度场和热应力场变化情况,定量分析制动盘材料物理参数热敏感性程度;通过敏感性分析,为制动盘工艺优化参数提供理论依据,降低制动盘在使用过程中的温升和最高应力数值,延长使用寿命。     

日本试验复合材料制动盘

钢制制动盘重量大，在长期使用中会产生变形。为此，日本铁道综研所正在研究开发高熔点、非金属材质的制动盘。研究结果表明碳纤维、碳纤维增强复合材料等（C／Sic）满足制造高熔点制动盘的要求，用C／Sic材料制造制动盘的优点是重量轻并具有很好的耐热性。经在制动试验机上试验后确认：①摩擦系数稳定，提高了2倍左右；     

基于三维模型的制动盘温度场和应力场计算

提出了一种以三维循环对称有限元模型计算制动过程中制动盘温度场和应力场的方法。讨论了温度场和应力场有限元分析时载荷和边界条件的确定，以及变材料常数的处理，利用大型有限元软件ANSYS建立了制动盘的三维对称循环有限元模型，对一种制动盘进行了计算和分析，给出了计算结果与实验数据的比较。     

制动盘材料断裂参量试验研究

根据制动盘受力以及裂纹沿径向扩展的特点制取试样,采用3点弯曲/多试样法确定了制动盘材料的断裂韧度KIC.试验表明在常温(20℃)和低温(-40℃)情况下制动盘材料的断裂韧度KIC值为63MPa·m1/2,说明制动盘材料在较大的温度范围内具有一致的断裂韧度.试验结果可用于制动盘寿命评估.     

时速350 km动车组用锻钢制动盘的开发

通过提升现有锻钢制动盘的材料及性能,改善制动盘结构设计,研发了适用于时速350 km动车组的锻钢制动盘。通过热容量仿真及一系列试验验证,所研制的锻钢制动盘满足时速350 km动车组的运用要求,可以与铸钢制动盘实现对等替换。