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作者:范童柏;李舒婷;马睿涵;
单位:中国民用航空飞行学院航空工程学院;
摘要:制动盘螺栓提供的夹紧力使车轮和制动盘紧密连接在一起。当列车在高速运行时,制动盘螺栓会随车轮作旋转运动,所有部件会承受旋转离心力。因轮轨作用,螺栓会承受反复交变的振动作用。这些载荷将影响螺栓的夹紧力,使螺栓拉伸载荷发生一定变化,严重时将危害列车的安全平稳运行。该型螺栓不仅承受巨大的预紧力,还会受到复杂工作环境的外部激扰,可能发生松动或疲劳失效,为保证列车安全运行而应被重点关注。通过建立有限元模型来研究不同预紧力制动盘螺栓在旋转效应和振动作用下的拉伸载荷变化,分析车轮在静止、高速运行和横向振动下轮装制动盘螺栓的应力及载荷特性。结果表明,制动盘螺栓的拉伸载荷表现出随车轮旋转速度的增加而不断减小的趋势,且初始预紧力越小该变化越明显。当速度增大到300km/h时,50kN预紧螺栓拉伸载荷减小1.98%,37.5kN预紧螺栓拉伸载荷减小2.45%,25kN预紧螺栓拉伸载荷减小3.12%。在加入横向振动加速度后,螺栓拉伸载荷均出现了相应的交变波动,且随着预紧力减小,该波动幅值增大。最后通过线路试验拟合出载荷仿真结果,并将仿真结果与试验结果进行对比,以论证该模型的真实性。
关键词:制动盘;;螺栓;;拉伸载荷;;旋转;;有限元
基金资助:中央高校基本科研业务费专项资金项目(PHD2023-015);; 国家重点研发计划项目(2018YFB1201704-04)