帶缺陷貨車閘瓦的仿真計(jì)算分析.pdf

1、隨著我國高速重載鐵路計(jì)劃的實(shí)施，重載鐵路貨車在國民運(yùn)輸中越來越重要，隨之重載鐵路貨車在運(yùn)行中的安全問題也變得越來越重要。制動(dòng)系統(tǒng)是我國鐵路安全計(jì)劃中的重要組成部分，是保證列車安全、可靠運(yùn)行的重要條件，因此對制動(dòng)系統(tǒng)提出了更加嚴(yán)格的要求。高摩擦系數(shù)合成閘瓦是現(xiàn)在研究出的制動(dòng)能力最好的閘瓦之一，在我國鐵路貨車上得到了廣泛的應(yīng)用，它不僅關(guān)系到重載鐵路的行車安全，對車輛的維修成本也發(fā)揮著重要作用。在高摩合成閘瓦的制動(dòng)或者生產(chǎn)過程中，閘瓦踏面或者

2、內(nèi)部會發(fā)生纖維斷裂，使閘瓦產(chǎn)生微小裂紋或者氣泡。
　　本文在無損閘瓦制動(dòng)過程的仿真分析基礎(chǔ)上，研究帶缺陷閘瓦制動(dòng)過程中的溫度場跟應(yīng)力場。利用有限元分析軟件對帶踏面表面裂紋，內(nèi)部裂紋，踏面表面氣泡的閘瓦在不同制動(dòng)工況下的溫度場跟應(yīng)力場分析，跟閘瓦材料的極限參數(shù)進(jìn)行比較，判斷閘瓦是否會在制動(dòng)過程中發(fā)生損壞。
　　論文主要結(jié)論如下:
　　(1)無論閘瓦是帶有表面裂紋、內(nèi)部裂紋還是表面氣泡，其在緊急制動(dòng)過程中產(chǎn)生的應(yīng)力集中值或

3、裂紋前緣的應(yīng)力強(qiáng)度因子要大于在長大坡道調(diào)速制動(dòng)過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力集中值或應(yīng)力強(qiáng)度因子，故在緊急制動(dòng)過程中閘瓦更容易發(fā)生破壞或者裂紋發(fā)生擴(kuò)展現(xiàn)象。
　　(2)無論是在緊急制動(dòng)還是調(diào)速制動(dòng)過程中的表面微小裂紋的長度對閘瓦最大溫度還是最大應(yīng)力值都沒有太大影響，但是微小裂紋的長度對裂紋前緣的應(yīng)力強(qiáng)度因子有影響，裂紋越大，應(yīng)力強(qiáng)度因子就會越大，越容易發(fā)生裂紋擴(kuò)展。在檢查閘瓦時(shí)，如果表面裂紋的長度小于2mm，閘瓦依然可以使用。
　　(3

4、)閘瓦的內(nèi)部微小裂紋對閘瓦性能的影響很小，閘瓦在制動(dòng)過程中溫度的最大值和應(yīng)力的最大值均不會出現(xiàn)在內(nèi)部裂紋上并且裂紋前緣的應(yīng)力強(qiáng)度因子值要遠(yuǎn)小于閘瓦摩擦體的應(yīng)力強(qiáng)度因子極限值，不會發(fā)生裂紋擴(kuò)展現(xiàn)象。對含有內(nèi)部微小裂紋的閘瓦可以考慮適當(dāng)應(yīng)用。
　　(4)閘瓦踏面上的微小氣泡在緊急制動(dòng)過程中會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，其應(yīng)力值要大于無損閘瓦在緊急制動(dòng)過程中的最大應(yīng)力值，在調(diào)速制動(dòng)過程中2mm直徑的踏面氣泡跟無損閘瓦在制動(dòng)過程中應(yīng)力分布沒有太大區(qū)