轮装制动盘螺栓载荷测试及有限元分析

作     者：范童柏 任尊松 

作者机构：中国民用航空飞行学院航空工程学院 北京交通大学机械与电子控制工程学院 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(PHD2023-015) 国家自然科学基金资助项目(11790281) 

主　　题：动车组 制动盘 螺栓 高速旋转 有限元 

摘      要：制动盘螺栓对于确保高速动车组制动可靠性和运行安全性非常重要。本研究使用高速动车组制动盘螺栓载荷测试技术，对中国客运专线的轮装制动盘螺栓载荷进行线路测试，获得制动盘螺栓载荷动态时间历程。螺栓载荷包括拉伸载荷、径向弯矩和周向弯矩。通过建立轮装制动盘车轮结构有限元模型，模拟仿真在有轮轨接触下车轮高速旋转过程中螺栓受载情况，并与试验结果进行对照。结果表明，拉伸载荷，径向弯矩和周向弯矩与列车运行速度密切相关。运行速度越大，螺栓载荷的变化越大，且这些载荷随着车轮转动呈周期性变化。同时，各载荷信号上还存在由轮轨激扰引起的小波形。有限元仿真结果表明螺栓杆上各个截面的径向弯矩大小和方向并不一致。车轮内外结构的不对称性将导致螺栓杆上左侧截面的弯矩大于右侧截面的弯矩。