基于复特征值法的轮盘制动尖叫噪声研究

有限元法预测制动尖叫噪声较为成熟的方法是复特征值法。本文建立了轮盘基础制动装置的模型,运用复特征值法分析了摩擦系数、闸片材料的杨氏模量和泊松比对制动尖叫噪声发生趋势的影响。研究发现:降低闸片与摩擦盘之间的摩擦系数可以显著降低出现制动尖叫噪声的可能;适当增加闸片的杨氏模量可以有效抑制制动尖叫噪声;改变闸片材料的泊松比对制动尖叫噪声有一定影响,但效果并不明显。     

悬挂式单轨车辆制动盘模态分析

由于制动盘制动时产生的振动会造成制动噪声和闸片与制动盘之间的接触不均匀,因此研究制动盘的振动特性对于分析整个制动系统的工作性能具有重要的意义。以日本千叶县0系悬挂式单轨车辆为基础,建立制动盘以及制动闸片的实体模型,进行了自由模态和约束模态的有限元分析,得到了制动盘和制动闸片的前8阶固有频率,分析了两者的振动特性,为制动系统未来的优化和改进提供了理论依据。     

基于复特征值法的闸瓦参数对制动尖叫噪声影响的分析

利用ABAQUS建立了踏面基础制动装置的有限元模型,运用有限元法预测制动尖叫噪声的发生趋势。通过改变摩擦系数、闸瓦摩擦体和瓦背的杨氏模量来分析其对制动尖叫噪声发生趋势的影响。研究表明:摩擦系数对制动尖叫噪声有重要影响,可通过降低摩擦体与踏面间的摩擦系数来减少制动尖叫噪声;为抑制制动尖叫噪声产生,在不影响制动性能的前提下,闸瓦摩擦体可选用杨氏模量较大的材料,闸瓦瓦背可选用杨氏模量较小的材料。     

不同工况对制动闸片摩擦性能的影响

针对高速列车制动系统运行条件,采用1︰1制动动力试验台模拟低温造雪环境,进行不同制动压力和不同制动初速度下有无残砂或制动盘有碎屑的紧急制动试验,以及低温造雪环境下初速度250km/h不同制动低压力的持续制动试验。测试闸片的平均摩擦系数和制动过程中盘面的最高温度,并观察制动盘和闸片的表面状态。结果表明,紧急制动不同工况下,闸片的平均摩擦系数随着制动压力和制动初速度的升高呈曲折升高趋势,盘面最高温度也不断升高并在初速度160 km/h时趋于一致;无残砂工况下,连续致密的摩擦膜在制动初速度80km/h时形成,有残砂或制动盘有碎屑工况下在制动初速度120km/h时形成。低压持续制动时,闸片平均摩擦系数和制动盘表面温度受接触面带冰膜的摩擦膜影响。     

动车组粉末冶金闸片研制

根据动车组制动系统对闸片的要求,研制动车组粉末冶金闸片.动车组制动系统要求闸片应具有耐磨、耐热及摩擦系数稳定等性能.因此研制的闸片:摩擦材料以铜基为主要成分,含有铁、二硫化钼、镍、钨、石墨及其他化学成分,通过材料选配,用正交设计方法优化得到各化学成分的含量;采用弹性结构;运用粉末冶金摩擦材料生产工艺进行生产.1:1制动台架试验结果表明:闸片摩擦系数稳定,制动盘温升不超过500℃,磨耗量小于0.35 cm3·MJ-1,对制动盘无不良损伤现象,闸片的各项性能指标优良,符合UIC标准,能够满足动车组制动系统的技术要求;闸片的成本优势比较明显,可以批量生产.     

弹性盘型制动闸片装置振动特性研究

设计了一种新型的具有弹性的盘型制动闸片装置,建立了低速的轨道车辆弹性盘型制动的数学模型,与无弹性的制动闸片进行了单轴制动特性的动态仿真比较。仿真结果表明,具有弹性的闸片制动时同样能够保证车辆的制动性能;在制动盘或闸片摩擦面有缺陷时,弹性闸片能有效降低闸片与制动盘间摩擦力引起的振动。该设计为盘型制动系统的设计及分析提供了新的思路。     

高寒动车组粉末冶金闸片研制

针对冬季冰雪天气CRH380B型高寒动车组制动盘易发生划伤的实际情况,对制动盘异常划伤原因进行研究,优化闸片结构,设计出适用于冬季的大间隙粉末冶金闸片。干燥及冰雪工况的1∶1制动动力试验结果显示,新研制闸片瞬时摩擦系数平稳、平均摩擦系数符合既有车辆要求,与其对偶的制动盘摩擦面状态良好;装有大间隙粉末冶金闸片的整车紧急制动试验结果显示,制动初速度200 km/h纯空气紧急制动距离为1 525 m,小于2 000 m评价指标要求,制动初速度300 km/h纯空气紧急制动距离为3 711 m,小于3 800 m评价指标要求;正线载客运营结果表明,大间隙粉末冶金闸片对改善高寒地区冬季动车组运营中出现的制动盘异常划伤问题有较好的效果。     

基于转矩测量轮对的制动摩擦系数测试方法研究

对于高速运营的动车组,制动盘和闸片的摩擦系数是影响制动能力的重要参数。采用在轮轴布置应变桥的方法,可以在动态中对拖车和动车摩擦系数进行测量。在动车组试验中应用此法进行测试,分析制动摩擦系数下降的规律,验证了方法可行性。     

高速动车组制动摩擦副匹配性试验研究

随着越来越多的高速动车组闸片和制动盘投入使用,新开发的闸片和制动盘构成的摩擦副是否匹配,成为一个亟待解决的问题。采用1∶1制动动力试验台对高速动车组制动摩擦副在同种工况下的摩擦性能进行了对比测试研究,比较了3种工况下,同一闸片与不同制动盘匹配摩擦性能的差异。利用统计学分析方法对测试的摩擦系数进行了详细分析,指出两种摩擦副的匹配性优劣以及是否可以互换。本文的研究方法对于分析制动摩擦副匹配性提供了借鉴。     

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。     

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。     

CRH5G型动车组制动系统制动力分配的逻辑优化

在CRH5G型动车组运营前期的动态调试过程中,受部分铁路区段接触网压影响,使电制动发挥异常,在长大坡道的调速过程中完全由空气制动完成制动力的施加,使制动盘和闸片长期处于异常高温状态,可靠性降低而易发生故障。文章针对存在问题,通过优化制动力分配的逻辑结构,对制动力分配的方案进行了优化与升级。线路实测和制动盘热负荷计算分析证明,优化的方案能够有效地减少制动系统故障,节能降耗,持续提高我国高速列车高能效水平。     

使用涡流制动的高速动车组制动力匹配分析研究

分析了在高速动车组制动系统中增加线性涡流制动后,涡流制动力和空气制动力的分配原则。接着讨论了基于试验数据建立钢轨温升和闸片磨耗数学模型的方法。基于经验公式以减少钢轨温升和减少闸片磨耗为目标,提出一种分配涡流制动力和空气制动力的优化控制策略。通过优化计算,给出了涡流制动力和空气制动力的分配关系。     

直线电机地铁车辆铝基复合材料制动盘动力学性能分析

利用多体动力学软件建立了直线电机地铁车辆动力学模型,采用Simpack和Simulink联合仿真的方法,考虑实际作用在车辆上的牵引力、制动力和电磁力,以工程实际需要为背景,对比分析了该地铁车辆将铸铁制动盘更换为铝基复合材料制动盘前后,在惰行、牵引、制动工况运行时的电机气隙、电机和轴箱振动以及各项动力学指标.研究结果表明...     

潮湿工况影响高速动车组制动摩擦性能试验研究

高速动车组制动摩擦副的摩擦因数在雨天或湿润的环境下存在衰退的问题,直接影响到轨道车辆的运行安全。随着我国广泛开行速度超过300 km/h的动车组,潮湿工况下制动盘的性能研究越来越受到人们的重视。现首先采用1:1制动动力试验台对高速动车组制动盘潮湿工况下的摩擦性能进行了测试研究,比较了干燥和湿润两类工况下制动盘摩擦性能的异同。潮湿工况对制动盘的摩擦性能的影响较为复杂:潮湿工况下平均摩擦系数存在着明显的下降且波动更加明显;制动压力对于平均摩擦系数的影响有限,但在较高制动初速度和潮湿工况下,较低的制动压力却可以有较高的平均摩擦系数。最后分析了潮湿工况的各种影响因素,并提出了潮湿工况下制动系统的控制策略。     

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.     

高速列车制动盘残余应力数值仿真及试验验证

通过建立极坐标下热应力平衡方程,求解得到制动盘热应力表达式;采用有限元分析法对初速度为270 km/h的高速列车合金锻钢制动盘紧急制动工况后的残余应力进行数值模拟分析。结果表明,较大的残余拉应力分布在摩擦面上,随厚度方向逐渐减小,最大残余应力值542 MPa,且在摩擦环内应力分布并不均匀。用X射线应力测定仪对制动盘摩擦环的残余应力进行测定,试验测得最大残余应力值为348.4 MPa。仿真结果和试验结果相差35.7%,结果虽相差较大,但变化趋势基本一致,且合乎实际。理论仿真结果能直接用于制动盘疲劳裂纹扩展评定和寿命预测。     

再论我国列车空气制动力计算参数的成套性原则

介绍我国客货列车空气制动力的计算参数.论述制动力计算中的基础制动装置计算传动效率、实算闸瓦压力和闸瓦实算摩擦系数的成套性.指出《列车牵引计算规程》规定的实算摩擦系数是根据实算闸瓦压力试验出来的,而试验时用的实算闸瓦压力又是按基础制动装置的计算传动效率计算的,所以在计算列车空气制动力时,其中的实算闸瓦压力必须用计算传动效率计算.否则不能得出正确的计算结果.     

高速动车组制动摩擦副的仿真分析

基于ABAQUS6.10非线性有限元软件建立高速列车轮装制动盘摩擦副生热有限元模型。根据高速列车运用的实际情况施行热交换边界条件。计算了380km/h列车在紧急制动过程的温度场、应力场分布情况。仿真结果表明,一次紧急制动,制动盘磨擦升温最高可达795℃,且高温区域集中在制动盘摩擦表面的中部区域,应力最大值达到450MPa,在所选铸钢材料的强度限制范围内,满足高速列车制动基本技术条件要求。     

桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道台后锚固体系端刺结构受力变形特性

通过在高速铁路正线上开展长期温度荷载下的原位监测和列车制动荷载下的实车试验,以及运用ABAQUS有限元软件的数值计算,进行高速铁路桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道倒T型和Π型台后锚固体系的端刺结构在温度力和制动力作用下的受力变形特性研究。结果表明:在降温和升温过程中,端刺结构周围土体压应力较大值主要出现在主端刺摩擦板的下部和桥台方向首个小端刺的位置,端刺结构变形主要以顶部弯拉为主,整体纵向变形较小;在紧急制动荷载的作用下,钢轨纵向应力、端刺纵向位移均随着轴重的增加而明显增大,但端刺纵向位移绝对值较小,与温度荷载作用相比,紧急制动荷载作用对端刺结构的影响小。