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不同表面凸起单元制动盘的热应力仿真分析

2021-03-17常宁黄尊地

五邑大学学报(自然科学版) 2021年1期

常宁,黄尊地

(五邑大学 轨道交通学院,广东 江门 529020)

高速运行的轨道车辆速度突然降低时,其动能大部分会转变成制动盘与闸片接触生成的热能.由于制动盘与闸片的接触面积和散热效率有限,使得热量大量堆积,盘体温度急剧升高,导致盘体表面出现热裂痕而影响到车辆制动盘的寿命,甚至威胁列车的运行安全[1-3]. 随着列车行驶速度越来越快,制动盘表面单位面积分到的热量也越来越多,因此,研究列车处于减速状态时制动盘的散热情况,探究制动盘表面形态对其热量扩散的影响规律对优化制动盘性能有很大的意义.

目前,制动盘散热性能分析主要从改变制动盘材料[4]、优化制动盘散热筋结构[5]、优化仿真边界条件[6]、改变制动的盘表面结构[7]等方面开展研究. 现有研究中,多是通过在制动盘表面增加沟槽以改变制动盘的表面结构来研究表面微结构改变对制动盘散热性能的影响,很少考虑表面凸起结构对制动盘散热性能的影响. 本文基于热固耦合原理,以某型动车组制动盘为研究对象,建立常规光滑型、球型和堤坝型三种不同形状表面凸起单元的制动盘模型,对其进行热应力仿真分析,探究表面凸起单元对制动盘散热性能的影响,以期为制动盘热性能优化提供新的思路.

1 制动盘的结构与相关参数

1.1 制动盘结构参数

本文以某型动车组制动轴盘为研究对象建立常规制动盘模型,其结构参数如表1 所示.

表1 常规……

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