康熙，陈光雄，朱琪，董丙杰

摩擦磨损与润滑

轴盘制动对高速列车车轮多边形磨耗的影响

康熙1,2，陈光雄1,2，朱琪1,2，董丙杰1,2

（1.西南交通大学 机械工程学院，成都 610031；2.摩擦学研究所，成都 610031）

研究高速列车轴盘制动引起车轮多边形磨耗的形成机理，并提出相应的抑制措施。基于摩擦自激振动引起车轮多边形磨耗的观点，建立高速列车拖车轮对-轴盘制动-轨道系统的有限元模型。采用复特征值法，分析制动工况下制动盘和制动片摩擦激励的振动。根据等效阻尼比判断摩擦自激振动的不稳定性，等效阻尼比越小，则不稳定振动发生趋势越强。当等效阻尼比小于–0.001时，不稳定振动的振幅会克服系统阻尼逐渐增大。为了考虑模型中非线性因素的影响，采用瞬时动态仿真，获得制动时轮轨间的法向接触力，通过功率谱密度分析，获得轮轨振动主频。此外，分析轴盘制动系统安装位置和3种类型的制动片对车轮多边形磨耗的影响。轴盘制动系统摩擦制动容易激励出637 Hz左右的不稳定振动，由于复特征值分析与瞬时动态分析求解方法不同，因此该不稳定振动频率的计算结果存在6%左右的相对误差。轴盘制动系统的安装位置对于不稳定振动的发生趋势具有重要影响，考虑到轴盘制动系统实际安装空间，当制动压力角为–10°～10°时，637 Hz左右的振动对应的等效阻尼比随压力角的增大而减小。采用多个蜂窝状制动单元组成的制动片，在制动时可引起602 Hz左右的不稳定振动。……