应何蓉， 颜晓雨， 丁 宁， 朱凡宇， 连盛荣， 胡 艳

（江苏师范大学机电工程学院，江苏徐州221000）

0 引 言

列车制动能力的强弱是列车制动系统正常运行的一个重要衡量标准。目前，踏面制动仍是我国地铁列车主要制动方式之一，其制动的工作原理主要是通过车轮踏面与闸瓦之间的轮轨摩擦，将闸瓦与轮轨间的动能转化为热能。车轮踏面制动是现阶段国内地铁列车使用频次最高、效率最高的一种制动方式。以成都1号线一期为例，全长18.5 km，全部为地下线，设17座地下车站，平均每3 min实施一次制动停车。车轮踏面循环承受由制动产生的热量及其与列车轨道摩擦产生的摩擦热，导致车轮温度呈周期性急剧升高，引起制动车轮产生热应力裂纹。同时，车轮由于循环受热产生热疲劳导致其疲劳磨损加剧。严重的磨损不仅影响列车运行的平稳性及安全性，而且会给列车的后续维护、保养带来很大的困难。正确分析踏面制动装置的温度场和应力场分布，对于延长轮轨的使用寿命以及降低运输成本都有重要的意义。

国内外众多学者对列车踏面制动热效应进行了研究。Parker等［1］20世纪40年代已开始对制动时车轮踏面热斑演变的情况进行研究。20世纪下半叶此类研究逐渐多样化，Pigors［2］根据磨损的几种基本定义，分析了钢轨和轮毂元件所承受的应力。对塑性变形、运行表面和磨损特性进行了大量的研究。当车轮或轨道的外表面因材料与周围的大气接触而发生变形时，就会发生部分氧化。……