铜基航空刹车材料的烧结温度与烧结压力

采用粉末冶金的方法制备一种新型铜基粉末冶金航空刹车材料,研究烧结压力和烧结温度对材料显微组织和致密化的影响以及由此引起的材料摩擦磨损性能和行为的改变。结果表明:当烧结压力由0.5 MPa增加到1.5 MPa时,材料的孔隙度显著减少,材料的摩擦因数明显减小,磨损性能得到显著改善;当烧结压力由1.5 MPa提高到2.5 MPa时,材料的孔隙度进一步降低,但降幅较小,材料磨损性能稍有提高;当烧结压力达到2.5 MPa以后,继续提高烧结压力对材料的致密化程度以及摩擦磨损性能影响不大;当烧结温度由900℃升高到930℃时,材料密度显著增加,材料的磨损性能得到显著改善;当烧结温度由930℃增加至1 000℃时,材料致密化程度进一步增加,但材料的磨损性能变化不大。     

刹车条件对航空刹车副钢对偶组织的影响

欧美飞机常使用的粉末冶金航空刹车副选用粉末冶金刹车材料和钢对偶材料配对作为摩擦偶以达到制动目的,而钢对偶材料的组织在使用过程中的变化反映了航空刹车副所经历的刹车过程累计状况,并影响刹车副的正常制动性能.作者研究了正常着陆刹车、中止起飞、极限磨损状态中止起飞这3种刹车条件下,粉末冶金航空刹车副钢对偶材料30CrSiMoVA的组织变化情况,并初步比较了不同组织状况下刹车副的摩擦磨损性能.研究结果表明在3种条件下,表面均形成了塑性变形区;在正常着陆条件下,内部组织由回火索氏体转变为板条状马氏体;而在中止起飞和极限磨损状态中止起飞条件下,钢对偶材料组织则发生更为显著的变化,体现在恢复性试验中,刹车压力需求明显增大.     

高速动车组制动盘瞬态温度与应力场计算

针对高速动车组制动盘在制动过程中因温度急剧上升,使制动盘受热膨胀产生热应力,最终出现热裂纹而导致制动盘失效的问题,根据热传导理论、弹性力学变分原理及热应力理论,分析制动盘在各界面上产生的热传导、对流和辐射换热以及受热膨胀产生的热应力。依据实际几何尺寸,建立制动盘的循环对称三维瞬态计算模型,考虑弹性模量、比热容、导热系数和线胀系数等材料参数随温度变化的影响,利用大型有限元分析软件ANSYS模拟制动盘的制动过程,分析计算制动盘温度与应力的分布,并通过试验得到验证。仿真结果表明:高速动车组在时速为200 km/h下紧急制动,制动后40 s制动盘最高温度达到416℃,制动后60 s最大应力达到651 MPa,所设计的制动盘满足强度许用应力要求。