250 km/h动车组用闸片制动摩擦及噪声特性

利用1∶1台架试验探究了250 km/h城际动车组闸片-盘紧急制动过程中的摩擦及噪声特性。结果表明当速度为50~250 km/h时,摩擦系数受制动速度增长影响较小,而制动压力的增加仅在250 km/h时诱导摩擦系数下降,表明该型闸片具有优异的摩擦系数稳定性。对于噪声特征,5000 Hz以下的噪声占主导地位,而更高频噪声只出现在某些特定的频率段。制动速度的增加会增加制动初期的噪声强度和频率范围,而压力提高则带来相反的抑制作用。高制动压力会促使制动后期高频啸叫的产生。因此,在制动时采用先高压力后低压力的变压力制动方式可能是降低高频制动噪声的方法。

基于LabVIEW的串联双腔制动阀密封性能检测系统

为了满足汽车售后市场对串联双腔制动阀密封性便捷快速的诊断,开发了串联双腔制动阀密封性能检测系统。首先分析串联双腔制动阀密封性测试方案,明确了系统的功能要求;然后进行密封性能检测系统的总体设计和气路子系统、作动机构、夹紧机构、测控子系统的详细设计。最后进行了密封性能检测系统功能验证实验和串联双腔制动阀密封性测试。实验结果表明稳态情况时,压力控制误差不超过±10 kPa,位移控制误差不超过±0.1 mm,力变化幅度不超过20 N;密封性能测试表明,密封性能检测系统可测量出制动阀0.4 kPa的压降,满足密封性检测要求。

机车制动控制系统冗余设计研究

机车制动控制系统作为轨道交通机车车辆的关键核心子系统,提升制动控制系统的可靠性和可用性至关重要。开展冗余设计是提升机车制动控制系统可靠性和可用性的重要方法,该文从功能、系统和机车3个层面上梳理当前国内各型机车制动控制系统的冗余设计原理,有助于后续制动控制系统设计和优化改进。

高速动车组停放缸弹簧力值衰减原因分析及试验优化

高速动车组检修时发现制动缸的停放制动力输出不足,对停放制动夹钳单元检修时发现,停放弹簧力值的衰减是停放制动缸输出力不足的主要原因。研究发现,停放弹簧力值衰减的主要原因是弹簧应力松弛,而导致弹簧应力松弛的主要因素是弹簧长期处于高应力区工作。为优化弹簧应力松弛表现,提出通过更换材料和工艺的方法降低弹簧高应力区表现。最后,通过应力松弛对比试验对优化方案进行验证,得到改善停放弹簧力值衰减的方法,有效地降低了停放制动夹钳单元的维护成本。

盘式制动器热—结构耦合的数值建模与分析

在充分考虑移动热源且速度可变效应影响、盘与片摩擦界面间热流耦合的基础上,根据制动盘与摩擦片的实际几何尺寸,建立一个紧急制动工况下三维瞬态热-结构耦合的计算模型,运用大型有限元软件ANSYS中的非线性有限元多物理场方法,数值模拟盘式制动器的制动过程。揭示制动过程中制动盘瞬态温度场/应力场的分布规律,发现二者之间存在着耦合关系,二者随制动时间明显地呈现周期性变化,这些周期波动是由移动热源产生的热流冲击和对流换热影响的交替作用所引起的,且其变化周期随制动时间的延长而增大。并初步探讨制动盘产生径向裂纹的原因。

提速列车制动闸片的研制

以短切炭纤维、金属纤维等混杂纤维为增强材料制备了适用于我国提速列车客车车辆用的酚醛树脂基盘型制动闸片材料。用扫描电镜检测混料效果 ,用聚速板制订合理的热压成型工艺参数 ,用列车台架试验测定不同制动初速度时紧急制动 ,常规制动和洒水制动条件下闸片的制动特性。结果表明 ,研制的提速列车制动闸片材料的机械性能和制动特性指标都达到了我国铁道部门的相应技术要求 。

列车制动减速度控制问题的探讨

针对高速列车或城市轨道交通列车高精度停车距离的要求,依靠ATP或司机根据前方停车距离不断修正制动指令来实施停车制动这一方法大多情况下是有效的,但是对于弯道和坡道等特殊情况下的制动,这一方法难以满足要求。为了更好地在各种路况下精确停车,本文首先对目前各列车制动控制模式进行比较,并分析各自不足,提出减速度控制方法;分析减速度控制采用车体减速度的必要性,并分析建立了直线下坡道以及下坡道和弯道同时存在情况下减速度计算模型,运用Matlab软件对模型进行了计算。计算结果表明:制动减速度可以用列车绝对纵向减速度近似代替。这一结果为减速度控制中减速度的获取提供了理论依据。最后对减速度控制作了展望。

石墨烯增强铝基复合材料的制备工艺、组织与性能研究进展

石墨烯因独特的二维结构与优异的力学性能成为铝基复合材料的理想增强体。随着铝基复合材料制备技术的日益成熟,石墨烯增强铝基复合材料在结构材料的广泛应用已成为研究的热点。综述了石墨烯增强铝基复合材料制备工艺的最新研究进展,重点讨论了石墨烯有效分散的方法,石墨烯铝基复合材料的组织与界面结构。研究表明,石墨烯能够显著提高复合材料的力学性能,细化基体晶粒。通过合理控制复合材料的制备工艺参数不但能够有效解决石墨烯的团聚问题,而且能避免石墨烯与基体之间界面的不利反应。最后提出了石墨烯增强铝基复合材料研究目前面临的挑战以及解决思路。

基于ANFIS的高速列车制动控制仿真研究

将自适应神经模糊推理系统应用到高速列车制动控制当中,实现了高速列车制动过程的智能控制,具有控制安全性好,停车误差小,同时在模拟人操作方面有很好的效果。并且在MATLAB环境中进行了仿真研究,将ANFIS与SIMULINK有机地结合在一起,充分地发挥了各自的优势,简化了仿真过程。仿真结果表明了该方法的有效性与正确性。

我国铁道列车紧急制动距离限值核定原则的探讨

列车紧急制动距离限值涉及列车制动限速、信号机布置、速度监控模式等相关重大技术问题,并受粘着条件、非粘制动介入程度以及制动减速度等条件限制。基于列车动能与列车制动力功(含阻力功)相等的条件,建立了普遍的铁道列车紧急制动距离限值的核定原则及计算模式,分析与选择了回转质量系数、制动粘着系数、粘着系数利用程度、列车单位基本阻力、非粘制动比例系数、安全距离、制动空走时间以及制动减速度等相关参数。描述并阐明:我国制动粘着系数公式(湿轨)可扩展应用于更高速度范围;粘着系数利用程度因制动装备技术水平而异;非粘制动比例系数可达20%～40%;旅客列车的紧急制动平均减速度宜控制在0 08g～0 1g以内,最大不宜超过0 12g,货物列车的紧急制动平均减速度可按旅客列车的60%～70%考虑。推荐的核定原则与计算模式适用于所有轮轨系列车。

高速列车制动技术综述

阐述了制动系统与高速列车安全性的关系,综述了高速列车的制动方式及其性能,并给出各自在国内外高速列车上的应用情况;介绍了高速列车空电联合制动力的控制模式并就各种模式的优缺点进行对比,概述了高速列车的防滑再粘着控制技术,论述了高速列车制动技术的发展趋势。

动车组粉末冶金闸片研制

根据动车组制动系统对闸片的要求,研制动车组粉末冶金闸片。动车组制动系统要求闸片应具有耐磨、耐热及摩擦系数稳定等性能。因此研制的闸片:摩擦材料以铜基为主要成分,含有铁、二硫化钼、镍、钨、石墨及其他化学成分,通过材料选配,用正交设计方法优化得到各化学成分的含量;采用弹性结构;运用粉末冶金摩擦材料生产工艺进行生产。1∶1制动台架试验结果表明:闸片摩擦系数稳定,制动盘温升不超过500℃,磨耗量小于0.35 cm3.MJ-1,对制动盘无不良损伤现象;闸片的各项性能指标优良,符合UIC标准,能够满足动车组制动系统的技术要求;闸片的成本优势比较明显,可以批量生产。

磁浮列车机械制动控制系统的研究

对磁浮列车的机械制动系统进行了分析 ,并建立了机械制动系统的模型。在机械制动系统的模型基础之上对几种控制方式作了比较。仿真结果表明 ,基于PI调节的自适应控制方式比PI调节的性能好 。

水冷式永磁涡流制动装置的仿真与试验

为克服传统永磁涡流制动装置的制动性能热衰退问题,采用水冷散热的方法设计出一种新型永磁涡流制动装置。介绍两种永磁涡流制动装置的结构和工作原理,着重分析水冷式结构的冷却循环特点。为防止出现磁饱和现象,利用有限元法分析电磁场并给出装置的磁场分布图。利用磁路法分析装置静态吸力与磁铁厚度之间的关系曲线。通过拟合试验制动力矩与仿真静态吸力数据,得出制动力矩与吸力近似呈线性关系的结论。对两种装置温度场和制动力矩进行试验比较,给出试验曲线和仿真计算曲线,仿真数据与试验数据吻合较好。试验结果表明,采用水冷散热方式使永磁涡流制动装置保持较低的工作温度,持续工作时未发生制动力矩热衰退,装置的持续工作能力得到很大提高。

盘式制动器制动时的热应力分析

制动器摩擦副的温度/应力场耦合分析计算是制动器设计的重要内容和选择摩擦副材料的重要理论依据。文章以制动中的盘式制动器为研究对象,建立了盘式制动器的有限元模型;模型考虑了制动盘和摩擦衬片间的滑动,利用非线性有限元多物理场方法,模拟了制动过程中的温度应力分布情况。

快速重载货物列车踏面制动试验与分析

针对快速重载货物列车转向架基础制动方式,对踏面制动热流密度和对流换热系数进行推导和应用,重点分析车轮旋转周期内闸瓦摩擦生热和对流换热交替变化规律,建立了全新的车轮制动过程瞬态温度场三维有限元模型.在摩擦制动动力试验台上进行了制动试验并对模型进行了验证,结果表明该模型能比较完整地反映实际工况.利用该模型进行仿真计算,可以了解各种要素对踏面制动过程的影响,为发展快速重载货物列车的制动方式和制动技术提供了比较可信的理论分析.

响应面法对一种新型摩擦材料的性能优化及其磨损机理

采用响应面法结合Design-Expert软件对一种有机高摩擦复合材料进行研究,在MMS-2A摩擦磨损试验机上测试材料的摩擦性能,并建立制备工艺参数与摩擦因数、比磨损率之间的二次回归模型。结果表明:二次回归模型的预测值与实验值之间的相关性可达91.97%与87.85%,具有较好的拟合精度;热压工艺中成型温度与成型时间具有显著的交互作用。通过金相显微镜、SEM、3D激光共聚焦显微镜、洛氏硬度计等对磨损表面进行形貌观察和磨损机理分析,发现成型压力、成型温度与成型时间影响复合材料的界面性能,致使摩擦材料表现出不同的摩擦磨损特性。由响应面法结合磨损机理分析得到该材料制备的最优工艺参数为:成型压力19~25MPa,成型温度165~174℃,成型时间18~22min。

有机复合摩擦材料及其研究现状

摩擦材料在运动机械和装备中起传动、制动、减速、驻车等作用,是汽车、火车制动的关键性材料,随着国内外车辆高速、重载技术的不断发展,现代工业对摩擦材料的使用要求也越来越高。立足于有机复合摩擦材料的发展及研究现状,从配方设计、制备工艺等因素分析影响摩擦材料的性能和机理,并探索有机复合摩擦材料的研发趋势,力争为我国在有机复合摩擦材料的研究提供参考经验和思路。

高速机车防滑阀动特性仿真及测试方法研究

防滑阀为高速机车防滑制动的关键执行部位,当前缺少对其动特性的全面研究,存在仿真结果和检测结果无法统一的问题。首先,基于MATLAB/Simulink软件设计了防滑阀的物理仿真模型,获得了不同工作压力下防滑阀动特性的仿真曲线。其次,基于数据采集技术及气动控制技术研制了检测系统,实现对其动特性检测;通过获得高度拟合的仿真曲线和实验曲线,交互验证了仿真模型的正确性和检测系统的可靠性。最后,为全面分析相关参数对防滑阀动特性的影响,基于显著性分析理论和回归分析理论,在完成试验因子和动特性显著性分析的基础上,采用响应曲面法应用拟合总效果判定系数R^2=0.9999、0.9967,修正判定系数R■=0.9985、0.9952和预测判定系数R■=0.9977、0.9927的量化指标评估了试验设计的合理性,为防滑阀的结构优化设计提供了合理、可行的方法。

基于有限元法的动车组制动盘制动能力分析

采用ANSYS10.0有限元软件,建立了制动盘三维对称循环有限元模型,对不同制动初速度、减速度和载重条件下,紧急制动过程中的三维瞬态温度场和热应力场进行仿真和分析,得出了给定条件下制动盘温度、应力情况,并从制动盘所能承受的最高温度和最大应力两方面分析了其制动能力。