列车缩比摩擦副的设计与热-结构耦合分析
基于相似理论的缩比试验是评价制动盘热相关性能的重要方式之一,其试验数据同1:1台架数据具有较好的可比性。结合数值模拟技术的应用,缩比试验在产品早期设计阶段能够大幅降低试验成本、简化试验流程、缩短产品研发周期。
温度与应力是制动盘设计与测试阶段的重要评价指标,同时也是影响其服役寿命的直接因素。因此,有关制动盘温度场与应力场的研究对盘式制动器甚至高速铁路行业的发展意义重大。
本文以CRH5型动车组摩擦副为原型,基于相似原理确定制动过程的关键参数及其缩比关系,结合1:1模型闸片的排布特点进行缩比摩擦副设计。运用ADINA软件建立1:1有限元模型及缩比有限元模型,通过模拟不同工况下1:1模型与缩比模型中制动盘温度场与应力场的分布情况,探讨缩比模型同1:1模型的等效性,并进行试验验证。
相关结论如下:(1)依据相似理论确定了制动测试中的关键参数及对应的缩比关系,在缩比闸片的设计过程中引入了周向接触弧长等比例、径向接触长度等比例的设计方法,保证缩比模型同1:1模型具有等效的闸片分布形式。二者闸片摩擦面积缩比系数为1/4,摩擦半径缩比系数为1/2,制动盘有效受 ...