我们的服务符合学术规范和道德
专业 高端让您使用时没有后顾之忧

机械设计与研究2024年第06期:制动盘表面热疲劳裂纹热应力仿真分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:南松;刘波文;赵丽红;

单位:广州铁路职业技术学院机车车辆学院;深圳市真智汇联科技有限公司;深圳市奥拓电子股份有限公司;

摘要:制动盘作为轨道车辆制动系统的核心部件,其制动性能的优劣直接影响列车的运行安全。剧烈的制动热负荷会导致制动盘表面产生热斑和热点,严重情况下会形成沿径向扩展的裂纹。准确评估裂纹制动盘的性能是预测制动盘寿命和保障列车运行安全的关键,同时需要考虑热力耦合的影响。本研究首先建立了地铁列车轴装制动盘三维有限元模型。然后,采用有限元瞬态传热模型,利用摩擦功率法计算了连续两次紧急制动的热流输入。最后,对不同扩展程度裂纹的温度场和应力场进行仿真。仿真结果表明:与对照组相比,长方形裂纹和椭圆形裂纹的中心处温度分别降低了30℃和43℃,由此产生的温度梯度使得最大等效应力分别增加了60.3%和88.9%(分别达到505 MPa和595 MPa);不同扩展形态的单个裂纹对温度场和应力场的影响有明显差异,同时多裂纹会导致附近盘面的等效应力增大;制动盘表面径向裂纹的增加会进一步增大应力峰值,更容易导致材料疲劳损伤和裂纹扩展,影响列车的安全运行。

关键词:制动盘;;热应力;;热-力耦合;;裂纹;;紧急制动

基金资助:广州铁路职业技术学院教科研项目(GTXYY2207);; 广州市教育局高校科研项目(2024312523)