高速列车制动盘制动过程的有限元模拟及表面划伤对应力场的影响研究

作     者：孟繁辉 刘艳 吴影 马元明 陈辉 MENG Fanhui;LIU Yan;WU Ying;MA Yuanming;CHEN Hui

作者机构：中车长春轨道客车股份有限公司 西南交通大学材料科学与工程学院 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2018年第54卷第12期

页      面：42-48页

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] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFB1200403) 国家自然科学基金(51474178)资助项目 

主　　题：高寒制动盘 划伤 温度场 应力场 

摘      要：在高寒环境下高速列车制动盘由于外界硬质颗粒随着冰雪包裹进入制动盘和闸片而导致划伤是制动盘的主要失效形式,因此对制动盘的制动过程进行有限元模拟分析有助于辅助研究和解决制动盘失效问题,而针对数值模拟划伤的产生对制动盘制动性能的影响规律国内外鲜有研究。采用ABAQUS软件中的子模型技术研究了划伤位置、深度和缺口角度对铸钢制动盘紧急制动过程中的温度场及应力场分布的影响。研究结果表明:在相同的缺口圆角半径下(r=0.1 mm),对制动盘最大等效应力的影响程度为划伤深度划伤位置缺口角度。最大等效应力随着划伤深度的增大而增加,但在划伤深度一定的条件下,最大等效应力对缺口角度的敏感度较低。在划伤处于半径为247.5 mm,缺口角度为30°,当划伤深度为3 mm时,最大等效应力超过常温时制动盘材料的屈服强度。