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。     

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%。     

阳极氧化层对活塞热负荷的影响研究

为了探究某发动机铝质活塞阳极氧化对其热负荷的影响,借助硬度塞温度测试法及数值分析手段,分别对该发动机原始活塞和阳极氧化活塞进行温度场和热应力计算分析。结果表明,在最大负荷工况下,阳极氧化活塞最高温度较原始活塞最高温度降低了7.1%,其最大热应力较原始活塞最大热应力减小了24.5%,其他区域温度和热应力均有不同程度的减小。阳极氧化工艺降低了活塞的热负荷,同时有利于增强活塞的可靠性,延长其使用寿命。     

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.     

铁路货车制动系统的故障分析

制动系统是铁路货车中非常重要的系统,它的状态影响了货车运行的安全性,一旦发生故障问题,会严重影响铁路交通运输的正常秩序。为了保证铁路货车的正常运行,技术人员要定期对制动系统进行检修,提高其运输的稳定性。文章主要介绍了铁路货车制动系统的重要性,分析系统的故障类型及诊断过程,提出具体的解决措施,希望给相关的工作人员提供一些参考。     

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。     

活塞顶面热障涂层对活塞热负荷的影响

活塞顶面热障涂层可以有效降低活塞工作热负荷、提高活塞使用寿命。以一款非道路高压共轨柴油机铝合金活塞为研究对象,采用硬度塞测温法试验测试了无热障涂层活塞在最大转矩工况下表面19个特征点的温度值,同时采用等参法建立了活塞有限元仿真分析模型,对比分析了活塞顶面热障涂层对活塞温度场和热应力场的影响。研究结果表明：活塞顶面热障涂层能有效降低活塞头部和环槽区域的工作温度,活塞头部顶面区域温度下降幅度为20~32 ℃,一环和二环的环槽区域温度下降幅度为15~18 ℃;但活塞顶面采用热障涂层后,活塞基体顶面黏结层区域的热应力会急剧升高,活塞基体顶面、喉口区域以及边缘棱角处热应力集中现象明显,在活塞顶面喉口黏结层区域最大热应力达到291MPa,易导致热障涂层的剥落失效。     

重载货车坡道行驶制动鼓温升模型研究

针对重载货车在长大下坡路段行驶事故频发的问题,基于升温和降温两个过程,采用理论建模和试验研究相结合的方法,建立了持续制动装置和行车制动器联合作用时的重载货车坡道行驶制动鼓温升模型,对重载货车长大下坡行驶温升特性进行研究,计算车辆行驶时的制动鼓温度,预测制动鼓效能失效位置,从而确定设置控速设施的位置。     

货车车轮制动热疲劳数值仿真分析

热疲劳损伤是车轮的一种主要失效形式,建立了踏面制动的热-结构耦合瞬态非轴对称三维有限元模型及其相关的边界条件,模拟了拖曳制动工况和紧急制动工况的温度动态特性,对制动热负荷产生的热应力引起的热疲劳问题进行了数值模拟.     

基于微尺度的列车制动金属镶嵌行为研究

列车制动过程中,无论是踏面制动还是盘式制动都存在金属镶嵌现象,造成车轮踏面与制动盘盘面损伤,从而对车辆运行带来安全隐患.为研究金属镶嵌的形成原因及行为,选取低摩擦因数合成闸瓦与车轮、粉末冶金闸片与制动盘两种摩擦副产生的金属镶嵌物,进行宏观与微观形貌观察、材料物理及力学性能试验和材质成分含量分析.采用有限元软件ABAQU...     

广州地铁踏面制动单元故障分析

针对广州地铁车辆上装用的踏面制动单元在实际运行中出现的闸瓦托低头、闸瓦间隙手动调整失效等故障,结合产品结构及其工作原理,通过拆检、试验等方法分析确定具体原因,提出改进措施,提升产品可靠性。     

欧标铁路货车制动转换装置设计方法

欧洲标准铁路货车的制动系统中存在制动转换装置,制动系统设计时需要对转换装置中的连杆进行设计.针对转换装置中连杆设计困难的问题,提出了两种系统、精确且简单的设计方法,改变了以往设计周期长、精确度低的问题,方便设计人员对转换装置进行设计,减少了设计成本、缩短了产品开发周期.     

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。     

铁路货车制动梁滚子轴裂纹的检测分析

全面分析了铁路货车制动梁转子轴轴体裂纹和焊缝裂纹的产生原因，对几种裂纹磁粉探伤方法的基本特点进行叙述，提出了适宜子滚子轴裂纹的磁粉探伤方式。     

表面织构对制动鼓制动热的影响

基于热力耦合原理,运用有限元软件ABAQUS建立鼓式制动器制动热模型。分析无表面织构和三种不同表面织构的制动鼓的制动温度场及应力场分布。研究结果发现:制动过程是一个快速升温,缓慢降温的过程,制动鼓内表面温度与应力的变化趋势一致。三种表面织构最高温度和无织构制动鼓的最高温度一样,但是制动结束后,无沟槽制动鼓和径向沟槽制动鼓的温度和应力变化趋势相似,环形沟槽制动鼓和复合沟槽制动鼓的温度和应力变化趋势相似;四种制动鼓的最大弹性应变能比排序依次为无沟槽制动鼓,径向沟槽制动鼓,环形沟槽制动鼓和复合沟槽制动鼓,说明这四种制动鼓的散热效果亦如上面的排序。     

粉末冶金闸瓦主要制动参数的仿真计算研究

采用热-机耦合方法,利用Marc软件,在经过准确性验证的粉末冶金闸瓦踏面制动计算模型上,专门针对粉末冶金闸瓦的主要制动参数摩擦体脱落面积和不同初始制动速度下闸瓦摩擦系数变化偏差范围(±0.04或±0.03)对制动试验结果的影响进行了验证性的仿真计算研究.仿真计算结果表明,闸瓦摩擦体脱落10%,车轮踏面最高温度增加52℃,制动距离未发生明显变化;不同初始制动速度下闸瓦摩擦系数变化偏差范围对车轮踏面的最高温度和制动距离影响较小,偏差范围设置合理.     

重载货车高摩擦系数制动闸瓦热负荷研究

采用热-结构顺序耦合对货车高摩擦因数合成制动闸瓦在紧急制动工况和长大坡道调速制动工况下进行热应力仿真分析。结果表明:在紧急制动工况下,闸瓦的最高温度出现在制动28s后,为206.2℃,最大应力出现在制动32 s后,为15.4 MPa;长大坡道调速制动时,最高温度和最大应力都出现在制动结束时,分别达到594.8℃、55.6MPa。仿真结果与实验结果一致,较为真实地反映了整个过程中闸瓦的瞬态温度和应力变化情况,且闸瓦一次制动满足要求。     

制动热应力对车轮辐板单轴疲劳影响

随着重载列车的不断发展,辐板的热-机疲劳成为车轮破坏的主要形式。基于Ansys有限元软件,对车轮辐板的制动热应力进行分析,利用单轴疲劳准则和Haigh-Goodman疲劳极限图对车轮辐板进行疲劳评估。分析了制动热应力对车轮辐板单轴疲劳的影响。结果发现:(1)未考虑制动热应力下,新制轮和磨耗轮辐板的各节点的抗疲劳性能均满足要求;制造态残余应力使辐板的疲劳薄弱位置发生了转移;最易发生疲劳的截面为0°、180°和40°～60°。(2)考虑制动热应力下,新制轮和磨耗轮辐板的各节点的抗疲劳性能均满足要求,但是在FPH和BPR处平均应力未能达到安全要求。