車輪踏面制動熱負(fù)荷仿真分析.pdf

1、隨著我國高鐵網(wǎng)的不斷擴(kuò)大以及城市軌道交通線路的不斷建設(shè)，列車的提速以及城軌列車的長時短距的頻繁制動，都使得列車對制動能力要求提高。對于大部分采用了空氣制動方式的列車，最終需要通過閘瓦與踏面或者閘片與制動盤之間的摩擦，使車輛的動能轉(zhuǎn)化為熱能，所以對車輪踏面制動熱負(fù)荷進(jìn)行仿真分析是非常有必要的。
　　論文通過建立三維瞬態(tài)導(dǎo)熱分析模型以及車輪與周圍空氣的流體動力學(xué)模型，首先研究對流換熱系數(shù)值與制動初始溫度以及車輪結(jié)構(gòu)形式之間的關(guān)系;然后

2、從制動熱負(fù)荷分析的角度給車輪結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計提供參考意見;最后在機(jī)械及制動熱載荷聯(lián)合作用情況下分析車輪磨耗過程中輻板的疲勞損傷。
　　由于車輪制動過程中，周圍空氣的對流換熱系數(shù)時刻在改變，對于熱負(fù)荷仿真計算中的對流換熱系數(shù)的準(zhǔn)確設(shè)置具有一定難度，所以論文第三章直接建立車輪與周圍空氣的流體動力學(xué)模型，對列車的一次緊急制動過程中車輪表面空氣的對流換熱系數(shù)進(jìn)行求解計算。通過變化不同制動初始溫度以及車輪結(jié)構(gòu)形式，得到了車輪制動過程中對流換熱系

3、數(shù)與兩者的關(guān)系。
　　利用第三章求解車輪表面空氣對流換熱系數(shù)的流體動力學(xué)模型，第四章首先對比分析選取了合適的車輪對流換熱系數(shù)設(shè)置方式，即經(jīng)驗(yàn)公式法，從制動熱負(fù)荷角度仿真研究不同的車輪結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計的差異。對于與車輪配合的閘瓦寬度的選取，閘瓦寬度選取在80～86mm范圍內(nèi)較合適;車輪的輪輞厚度越厚，車輪制動后產(chǎn)生的溫度及應(yīng)力會相對越小;車輪輪輞寬度對制動熱的影響不大，S型輻板制動后的受力狀態(tài)較好。
　　第五章研究了車輪磨耗過程中