列车制动副的盘面最高温度与热-机耦合特性研究

摘要

列车制动产生的高温影响制动副材料的机械性能,温度与应力互相作用,共同影响列车的制动性能,高速或频繁制动会导致制动能力下降,威胁列车运行安全。针对上述问题,设计1∶1停车制动试验,获取不同工况下制动副的制动性能参数,分析不同工况下盘面最高温度,以及盘面最高温度与其它制动性能参数的关系。建立完整制动副的有限元模型,采用完全热-机耦合法进行仿真,利用试验结果验证仿真有效性,分析停车制动过程中制动副的热-机耦合特性。设计3种不同孔结构的铜基粉末冶金摩擦块,基于所建有限元模型进行25 s拖拽制动试验,研究其热-机耦合特性。结果表明:制动过程中产生的高温会影响平均摩擦系数,增加制动距离,延长制动时间;制动过程中,闸片摩擦表面接触压力和热分布不均匀,切入端一侧更容易出现偏磨;制动盘盘面应力受温度影响,随温度的升高而增加;拖拽制动过程中,单孔摩擦块与制动盘接触更均匀,热-机耦合特性更稳定。

关键词

制动闸片 / 热-机耦合特性 / 制动性能 / 摩擦块 / 温度分布