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。     

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。     

新型制动盘问世

一种新型轴装制动盘由SABWabco研制成功，近期将由德国铁路公司（DB）装车试验。该制动盘具有优化设计，便于通风，减少能量消耗，易于组装的特性，可由铸铁或铸钢两种材料制成。     

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.     

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。     

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。     

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.     

高速列车用制动盘

概述了铁道车辆高速化对制动盘要求的性能和技术的发展现状,着重介绍了正在开发中的陶瓷制动盘的材质、结构及在制动试验机上的性能确认结果。     

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。     

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。     

陶瓷铝合金制动盘的开发

介绍德国研制的陶瓷铝合金制动盘，可以在高速列车、普通客车、轻轨客车及货物列车上使用。该制动盘可大大降低重量，提高预期使用寿命，并可显著地降低运营、维护成本。     

制动盘表面温度的直观化

在机械制动中,制动盘温度上升会引起各种问题,因而有必要进行正确的温度测试。日本铁道综合技术研究所运用高速热成像摄像机,使制动盘表面温度直观化,开发出能评价制动盘温升的分析装置。本文就该装置的特点、功能做一介绍。     

准高速客车制动盘的平衡

高速客车普遍采用盘形制动装置，为确保行车安全和提高乘坐舒适性，必须对制动盘进行平衡。针对制动盘的平衡方式、平衡精度等级和许用不平衡力矩进行了讨论，根据讨论结果，并结合实际生产，采用了偏心加工去重法的原理和计算方法对制动盘进行了平衡。     

提速客车制动盘连接结构的探讨

自提速客车投入运用以来,先后发生多起制动盘与车轴制动盘毂间连接螺栓松动或脱落问题,虽然其所占比例很少,但却对列车的行车安全构成隐患.     

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.     

日本铝合金制动盘的发展

掺有陶瓷颗粒的铝合金制动盘具有良好的耐磨性，且重量轻。西日本铁路公司的新干线１００系车辆和Ｗｉｎ３５０型试验车已装用掺有ＳｉＣ颗粒的铝合金制动盘，并进行了试验。     

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。