踏面与盘式两种制动模式温度分布特征的模拟分析

探究1∶1踏面制动与缩比盘式制动得到的温度场存在偏差的原因,有利于提高利用缩比制动模式评价制动摩擦副热负荷能力的精度。基于TM-I型缩比车辆制动试验台和1∶1制动试验台,采用ADINA有限元软件,在制动压力10、15、20 kN和初速度60、80、105 km/h条件下,模拟计算2种制动模式的温度场,并分析影响2种制动模式温度偏差的因素。结果表明:1∶1踏面制动模式和缩比盘式制动模式得到的温度存在明显差别,踏面制动的温度均高于缩比盘式制动的温度;2种制动模式的温度差别随压力的变化不明显,但随制动初速度增加而明显加大;踏面制动由于摩擦面积集中,散热程度不良,随初速度从60 km/h增加到105 km/h,制动温度增加幅度为56%~77%,盘式制动由于摩擦弧长沿盘半径方向的不均匀,散热面积大,制动温度随初速度增加幅度为32%~44%。

踏面制动单元手动缓解改造方案研究

对某型踏面制动单元停放制动状态及手动缓解原理进行介绍,包括制动缸不同状态下的作用原理及作用方式。针对目前采用单侧缓解的停放制动缸,分析其存在的劣势并提出改造要求。根据停放制动缸周围安装位置的不同提出三种将单侧缓解改为双侧缓解的方案,并对三种方案进行详细对比分析,包括改动范围、所需空间尺寸及改造费用等。结合某项目的实际需要,综合分析对比后给出拟采用的改造方案,并对该改造方案进行详细阐述,从而为踏面制动单元手动缓解改造需求提供参考。

轴重和频率对激光修复316L不锈钢涂层在铁路车轮踏面制动中摩擦学性能的影响

研究复杂制动环境对修复熔覆层服役性能的影响,对提高列车轮轨系统抵御极端恶劣环境的能力具有重要意义。本文针对火车车轮踏面局部损伤问题,利用激光熔覆修复技术在损伤处制备316L不锈钢涂层。采用MS-HT1000高温磨损试验机进行磨损实验。然后,分析不同制动条件对修复试样在室温和高温下摩擦磨损性能的影响。

列车车轮踏面制动温度循环试验与温度场仿真分析

在分析货物列车踏面制动方式下车轮踏面热振裂纹和车轮热疲劳裂纹产生机理的基础上,以国内碾钢车轮材料为对象进行踏面制动温度场试验,重点研究制动过程中摩擦热源向转动车轮踏面表面传热的关系,模拟车轮旋转周期内闸瓦摩擦生热和对流换热交替变化的规律,建立车轮制动过程瞬态温度场三维有限元模型,改进以整体输入热流和对流换热的简化模式为基础的传统理论的热应力计算方法。通过在摩擦制动动力试验台进行的制动试验,证明计算模型从宏观和细节方面比较完整地反映了车轮踏面制动热温度场的实际工况。为确定车轮踏面制动极限和作用方式、列车制动距离等技术规范提供计算依据。

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.

重载货车车轮踏面制动辐板热应力分析

采用大轴重货车是解决我国铁路货运能力不足的主要途径之一,然而提高轴重意味着车轮踏面所受的制动热负载将会增大,这可能导致大轴重货车车轮辐板热损伤加剧。因此,有必要通过对不同轴重车轮热应力的对比分析,揭示轴重大小对车轮辐板损伤的影响规律,为制定大轴重货车运行和制动条件提供支持。提出研究此问题的新思路,采用热弹塑性有限单元法,模拟在热处理工艺过程中车轮辐板残余应力分布状况,使得车轮存在仿真制动工况所需的初始残余应力。对重载运煤专线—大秦线全程循环制动进行模拟,计算得到车轮制动功率—时间历程,仿真在此工况下30 t重载货车车轮辐板的温度场和热应力场的分布状况。计算比较21 t、25 t和30 t轴重货车车轮在大秦线全程循环制动中热应力和制动完全结束后的残余应力的变化规律。结果表明,车轮在热处理后,车轮辐板残余应力是不可忽视的。随着轴重的增大,车轮辐板将承受更大的热应力和残余应力。

时速100km地铁车辆踏面制动热负荷分析

建立了地铁车辆时速100 km时的车轮热负荷计算模型,叙述了计算过程和评定方法。基于均布热源法,采用ANSYS软件分别计算了仅空气制动连续2次紧急制动和仅空气制动正常运营制动2种条件下新轮(φ840 mm)和磨耗到限车轮(φ770 mm)的踏面制动热负荷,并进行了强度校核。结果表明,磨耗到限车轮连续2次紧急制动、新轮正常运营制动满足车轮踏面损伤要求,新轮连续2次紧急制动和磨耗到限车轮正常运营制动不满足车轮踏面损伤要求。

车轮踏面制动的热-机耦合数值模拟

重载列车车轮踏面制动是一个复杂的动态接触热-机耦合问题,介绍了热-机耦合问题的求解方法,并利用有限元分析软件ANSYS对提速货车的单闸瓦踏面制动过程进行了紧急制动工况的数值仿真,定量地给出了车轮踏面温度和应力随时间的变化规律,为研究车轮踏面热疲劳提供了理论依据。

BFCF型踏面制动单元原理分析

以大秦线上运行的HXD2电力机车的基础制动单元——BFC F型踏面制动单元为例,对其结构组成、性能参数进行了介绍,重点阐述和分析了BFC F型踏面制动单元的常用制动和停放制动工作原理,对HXD2制动系统提出改进建议。

城市轨道交通车辆踏面制动热应力仿真分析

分析了城轨列车在踏面制动方式下车轮踏面热疲劳裂纹产生的机理,并建立了车轮制动过程瞬态温度场三维有限元模型,采用整体输入热流和对流换热的简化模式为基础的传统理论的热应力计算方法,计算车轮在连续两次紧急制动工况下的热温度场及热应力场,为确定城轨列车制动方式及列车制动距离等技术规范提供计算依据。

踏面制动单元弹簧停车制动器作用原理简介

对我国及德国生产的踏面制动单元弹簧停车制动器的作用原理进行了介绍。

城轨踏面制动单元缸体机加工工艺研究

缸体是城轨车辆基础制动单元——踏面制动单元中的基础框架,也是加工内容最多、工艺最为复杂的零件,缸体的加工质量直接决定踏面制动单元的制动效果。现探讨并解决了缸体设计基准、加工基准和测量基准统一的问题,分析了缸体薄壁结构在装夹、加工时的变形情况及其控制方法,提出了可靠、高效的加工路线,据此制定了合理的机加工工艺流程,并优化刀具配置,显著提高了加工效率。检测表明提出的加工工艺流程完全可以满足缸体质量要求和批量生产需要,对于踏面制动单元缸体类似零件的加工具有借鉴意义。

闸瓦踏面制动热过程的仿真研究

建立了闸瓦与机车车轮的踏面制动摩擦接触数学模型,确定了模型的初始条件,位移、力学等边界条件,并计算了制动过程中车轮对外换热系数,最后利用Marc有限元软件,采用热-机耦合方法对闸瓦踏面制动热过程进行了仿真计算。仿真计算后得出的车体动能变化、制动距离、车轮踏面温升变化曲线等结果与理论分析相符,并基本接近于1:1制动试验结果,验证了所构建模型和所选用计算方法的正确性。

粉末冶金闸瓦踏面制动仿真计算方法的对比分析

借助Marc有限元软件,采用热—机耦合方法和非热—机耦合方法2种仿真计算方法分析粉末冶金闸瓦踏面制动过程,从仿真计算原理、模型建立、边界条件的设置以及仿真计算结果4个方面对比分析2种仿真计算方法的特点。分析表明,采用热-机耦合方法可以得出制动距离、制动时间、车轮踏面温度变化轨迹等制动关键参数的仿真计算结果,能够比较全面地反映实际制动工况,其计算结果也与制动试验结果比较接近,但不能对车轮热应力场进行计算;采用非热—机耦合方法,仅能对车轮踏面温度场及其热应力场进行仿真,不能完整地再现整个制动过程。仿真计算方法的选择需要根据实际研究要求确定。

新型踏面单元制动器的研制

介绍了JDYZ-4型踏面单元制动器的技术参数、基本工作原理和闸瓦间隙自动调整功能。

踏面制动单元试验台简介

阐述了踏面制动单元试验台的组成、功能和系统设计原理。

踏面制动热—机耦合过程的数值仿真

列车踏面制动过程是一个复杂的大位移、动态接触热—机耦合问题,介绍了热—机耦合问题的求解方法,首次对某提速客车的双面踏面制动过程进行了数值仿真,并定量给出了车轮速度和温度的变化规律,为研究轮、瓦寿命提供了理论依据。

城轨踏面单元制动器性能参数的设定

结合目前国内运用中的城轨单元制动器技术现状,对城轨单元制动器的灵敏度、缓解间隙、一次调整量及传动效率等性能参数的设计及选取进行了分析,可为城轨单元制动器的设计、标准制定等提供参考。

踏面制动单元测试系统试验台设计

踏面制动单元是空气制动系统中的执行机构,直接影响车辆的行车安全。因此需要对其进行强度试验、泄露试验、调整量试验、制动力试验等多项性能测试,由于试验种类繁多,过程复杂,为了降低操作人员工作强度,提高试验效率,重要的是增加试验数据的可靠性、准确性,设计此测试系统以提高试验的自动化程度。阐述了此测试系统的结构组成、功能以及气动控制、电气控制和软件系统的设计。

30t轴重货车踏面制动下车轮辐板疲劳强度分析

随着货车轴重的增加,踏面制动热负荷对车轮辐板疲劳失效的影响越来越大。建立30t重载货车车轮三维有限元模型,对货车在长大坡道(坡度13‰)工况下的紧急制动进行仿真。仿真中,对比分析了分别采用热机耦合法和线性叠加法计算得到的车轮辐板应力。最后利用Haigh-Goodman疲劳极限线图评定在制动热应力和轮轨机械应力同时作用下车轮辐板疲劳强度。结果表明,采用热机耦合法和线性叠加法计算得到的车轮辐板应力几乎一致,但是热机耦合法所需时间约是线性叠加法的6倍;踏面制动条件下30t轴重货车车轮辐板疲劳强度满足要求。