许钦华， 刘 帅， 张敬斌

(中车青岛四方车辆研究所有限公司， 山东 青岛 266031)

引言

随着城市轨道交通的快速发展，保障车辆安全的制动系统越来越受到关注，液压制动系统凭借占用空间小、响应动作快等优势，在城市轨道交通领域广泛应用[1]。由于安装空间及受力形式等因素的影响，钳体的结构较为复杂，一般通过铸造等方式进行制造。

作为制动关键动作的执行机构，对钳体的可靠性有着严格的要求，在研发和生产制造的过程中需要进行疲劳寿命试验或者耐久性试验，以验证结构可靠性[2-3]。本研究选取2个典型液压制动夹钳钳体的疲劳问题，使用有限元的方法对疲劳原因进行分析，通过对比有限元建模方法对计算结果的影响，提出相应的结构改进方法，增加了钳体的疲劳可靠性。

1 钳体疲劳试验

1.1 磁浮列车夹钳

某磁浮列车制动夹钳结构如图1所示，列车制动时，钳体1液压顶柱将制动闸片压于F形轨道，反作用力通过导向杆使钳体2产生横向位移，将钳体2一侧的制动闸片压于F形轨道，双侧闸片的摩擦力通过制动拉杆传递至列车车体。钳体应满足百万次以上的服役寿命。

图1 某磁浮列车制动夹钳

疲劳试验中，钳体1发生断裂，用于安装支撑弹簧的钳体凹坑位置产生3个断口，如图2所示。其中断口3的电镜形貌主要呈现疲劳辉纹形貌，推断裂纹源位于凹坑内侧的边缘位置[4]，如图3所示。

图2 钳体1断口位置

图3 钳体1裂纹源位置

1.2 有轨电车夹钳

某有轨电车制动夹钳如图4所示，主要包括托架、钳体A和钳体B 3个部件，托架固定安装于列车转向架，钳体A和钳体B设计有液压缸，并对称布置。……