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。     

不同表面凸起单元制动盘的热应力仿真分析

高速列车制动盘工作环境温度高,易产生热裂纹,影响行车安全.本文研究了光滑型、堤坝型、球型等具有不同形状表面凸起单元的制动盘的散热情况,基于热固耦合原理,对其进行热应力仿真分析.结果表明:表面带凸起的制动盘,其温度、应力变化率较大,常规光滑型制动盘温度、应力变化率较小;制动结束后,表面带凸起的制动盘温度、应力都低于光滑型...     

制动盘结构参数对温度场和应力场的影响研究

应用ABAQUS有限元分析软件,结合热-力耦合理论和传热学理论,模拟了在紧急制动下制动盘的温度场和热应力场分布,并研究了制动盘结构参数对温度场和应力场的影响.以现有厚度的制动盘为研究对象,运用单因子变量法,研究了制动盘厚度为9,11,12和13mm时对温度和应力的影响以及两种不同结构的通风孔对温度和应力的影响.结果表明:当厚度为13mm时,制动盘的最高温度降低了15.25%,最大应力降低了19.29%,与实心式结构的制动盘相比,夹层式结构通风孔的制动盘可使最高温度降低8.06%,最大应力降低30.67%,增大制动盘厚度可减小最高温度和最大应力;孔板式结构通风孔的制动盘表面温度较夹层式低,但应力较大,故夹层式结构通风孔的制动盘较孔板式结构通风孔的制动盘总体性能更优.     

制动盘端面跳动引起制动力矩波动的建模分析

建立了制动盘端面跳动（SRO）等效于制动盘厚度不均匀（DTV）的数学模型和基于多体系统动力学分析软件ADAMS上的物理仿真模型，研究基于制动盘装偏情况下制动盘端面跳动向虚拟制动盘厚度的转化过程，并利用制动器台架试验进行验证．结果表明：制动盘端面跳动最终以虚拟制动盘厚度变化形式引起制动力矩的波动，这为制动器总成和轮毂等相关零件的结构设计和安装要求提供了参考，为制动盘安装状态下的端面跳动量控制标准制定提供了理论依据。     

长下坡工况中通风制动盘热性能的仿真分析

汽车在长下坡工况中,驾驶员需要通过轻踩刹车,使得汽车维持安全稳定的速度下坡,此时的制动盘处于拖磨的状态,温度会不断上升,极有可能产生制动热衰退的风险.为了研究在长下坡工况中制动盘的温升情况,本文基于fluent仿真软件,对几种不同的坡度、车速和车重的长下坡工况中的通风制动盘的热性能进行仿真分析,得出了制动盘在长下坡拖磨工况中的盘体温度场及温升曲线,确定了坡度、车速和车重增大均使制动盘温升速率增大,而车速增大会使制动盘对流换热加强,最终制动盘温升速率会随时间推移逐渐减小,对设计汽车长下坡工况中制动器性能有参考作用.     

制动盘有限元分析及试验研究

对某车型制动盘,根据有限元分析方法,建立了完整的有限元模型;对其进行静强度分析,并做了试验验证,有限元仿真结果与试验结果对比,有很好的一致性,为该制动盘的设计开发提供了理论依据.     

纤维薄板与混凝土界面应力场数值分析

对碳纤维薄板增强混凝土三点弯曲缺口试件中薄板与混凝土的界面的应力场进行有限元数值分析,并对界面与缺口端部应力场的关系,以及界面的剥离长度对应力场的影响进行了讨论。分析结果表明,纤维薄板与混凝土的界面存在应力集中现象,当纤维薄板与混凝土结完好时,构件的强度由界面所控制,当界面发生局部剥离破坏时,剥离长度将是影响构件强度的重要因素。     

制动盘自由模态仿真与试验对比及模态置信度研究

建立了制动盘有限元模型,仿真得到制动盘前五阶弹性模态;对制动盘进行模态试验,阐述了制动盘模态试验的参数选择、测点布置、模态置信度判断准则,并通过综合频率响应函数和模态置信准则验证了试验结果的可靠性;仿真与试验得到的制动盘模态振型、模态频率等结果误差很小,二者基本一致。结果表明,所建立的制动盘有限元模型可用于约束状态下制动盘振动和噪声性能的预测。     

非光滑表面制动盘摩擦磨损性能有限元分析

基于摩擦试验要求的外形尺寸和非光滑结构的设计尺寸,建立了非光滑表面刹车盘/片模型,通过分析制动过程中接触压力与摩擦热之间的交互作用关系,建立了制动盘/片的热-应力耦合分析模型,并应用Ansys/LS-DYNA对非光滑表面刹车盘/片系统的摩擦磨损性能进行了有限元分析.分析结果表明:当盘孔间距为1mm,盘孔直径为08mm时,非光滑刹车盘/片试样呈现最小的vonMises应力,为耐磨性最佳的非光滑形态.通过摩擦磨损试验得到与模拟相应试样的磨损量及动摩擦系数,比较后发现二者均体现出与模拟结果中vonMises应力相一致的变化规律,验证了模拟分析结果的可信性.     

高速列车铸钢与锻钢制动盘CCT曲线测定与分析

为明确高速列车铸钢制动盘与锻钢制动盘材料的组织转变特性,采用DIL 805L型热膨胀仪测定高速列车用铸钢制动盘与锻钢制动盘用低合金钢材料的过冷奥氏体连续冷却转变特性并绘制CCT曲线,分析并测试2种制动盘材料在不同冷却速率条件下的微观组织结构及显微硬度。研究结果表明：铸钢制动盘低合金钢的奥氏体转变(A_C3)温度为847℃,锻钢制动盘低合金钢的A_C3温度为862℃,在0.2℃/s的缓慢冷却条件下,锻钢制动盘材料会发生奥氏体向铁素体-珠光体组织的转变,铸钢制动盘材料在冷却速率大于20.0℃/s的条件下可以获得完全的马氏体组织,而锻钢制动盘材料的完全马氏体组织转变临界冷却速率为50.0℃/s。在制动盘实际服役过程中,摩擦面上的局部过热区会在冷却过程中发生贝氏体和马氏体转变并产生局部硬化。     

高速列车制动盘表面裂纹的扩展特性

分析了制动盘在运行过程中的载荷特征,采用有限元法模拟制动盘在不同制动工况下的热应力分布,发现反复制动形成的拉压应力循环是裂纹扩展的主要驱动力.依据制动盘裂纹剖面的形状特征,采用三维裂纹扩展软件FRANC3D建立了裂纹扩展模型,研究了盘面裂纹的应力强度因子随裂纹长度的变化规律.结合疲劳裂纹扩展理论和裂纹扩展门槛值,估算了临界裂纹尺寸和扩展寿命,以及不同裂纹尺寸扩展到临界长度时的运营里程.研究结果可为制动盘裂纹容限的制定提供参考.     

快速列车盘型制动热过程有限元分析

制动热过程分析对于列车制动盘的结构设计及寿命评估具有重要意义。该文对160km.h-1快速列车制动盘温度场进行了数值计算,重点讨论了制动加载方式、制动工况和环境温度对制动盘瞬态温度场的影响。将闸片与制动盘的摩擦生热等效为瞬时移动面热源,建立了循环对称制动盘有限元分析模型,进而采用MSC.Marc有限元软件分析了制动盘瞬时温度场的三维分布特征及制动盘工作面的热循环历程。结果表明:由于接触区的温度不均匀性,采用均布制动载荷方式不利于闸片的均匀磨损;混合制动模式下对制动盘产生瞬时尖峰热冲击;制动盘内的瞬时温度梯度及温度变化速率具有基于环境温差的整体平移特性。     

汽车刹车盘片平衡机的定位、控制与优化测试

对汽车刹车盘片平衡机如何实现单工位一体化及测量不平衡定位、铣削深度的控制优化等几个关键技术进行了研究,提出通过把测量所用的脉冲数补偿到主轴旋转脉冲的整数倍等3个步骤以优化不平衡的定位,提出利用PLC外部中断输入来提高铣削深度的准确性,并利用新技术进行相关测试。     

盘式制动器铜基摩擦片摩擦制动特性的实验研究

为了研究盘式制动器铜基摩擦片与制动盘的摩擦制动特性,分析了盘式制动器制动原理。通过对铜基摩擦片的摩擦特性进行实验,探讨了不同制动速度以及制动压力下摩擦系数和磨损率的变化规律。研究结果表明:制动压力为30 N时,摩擦系数随时间逐渐增大并趋于稳定,稳定后的平均值为0.46;磨损率随制动压力增加而增加,随制动速度的增加而减小;此外,制动压力为30 N、制动速度为80 mm/min时,达到实验中的最佳制动效果。     

盘式制动器尖叫的馈入能量分析

从馈入能量的角度来探讨对制动尖叫噪声分析的方法。在制动器的摩擦闭环耦合模型的基础上 ,推导了系统尖叫模态的馈入能量计算方法。基于馈入能量的分析 ,可较直观地看出一些结构参数对制动噪声的影响 ,如摩擦因数、制动块形状、刚度及有重要影响的子结构模态振型 ,并有助于分析抑制噪声的结构修改方案。该方法对制动器结构振动噪声的分析具有指导意义     

虚拟企业仿生化组建模式选择

提出了虚拟企业仿生化概念及其四种基本仿生化组建模式：专性互利共生模式、兼性互利共生模式、附生模式和寄生模式,并分析了每种模式的特点。建立了虚拟企业仿生化组建模式的四阶段选择模型：定位企业自身能力;分析所需外部能力,确定具有所需外部能力的企业数目;选择虚拟企业仿生化组建模式,以期为企业在组建虚拟企业时提供参考。     

坝区裂隙岩体渗流场与应力场耦合分析

分析了裂隙岩体渗流场与应力场相互作用的实质,提出了渗流的渗透体积力、渗透压力以及对应力场的影响机理;采用有限元数值模拟的方法计算出渗流场影响下的应力场分布、应力场影响下的渗流场分布以及应力场和渗流场各自非耦合分布.以工程实例说明:在渗流作用力的影响下,坝基的各应力分量都增大,对坝基的稳定造成了不利影响.     

电磁式磁轨制动器瞬态热分析和结构改进

温度对磁轨制动器极靴的磨损有重要的影响。在Solidwork中建立磁轨制动器三维实体模型,并划分网格,理论计算出磁轨制动器在紧急制动情况下的载荷与边界条件包括热流密度、热对流和热辐射。将它们施加于模型上,进行磁轨制动器瞬态热分析。分析结果展示了极靴在磁轨制动器制动过程中的受热情况。通过得到的磁轨制动器温度场云图,就可以进行磁轨制动器磨损的预测和研究。同时,从增强空气流动和改散极靴散热的角度,设计了一种新的极靴结构。两者对比结果表明,在相同的吸力下,提升了极靴的散热能力。     

驻车制动操纵手柄疲劳分析

驻车制动操纵手柄是汽车上的关键部件,其可靠性对安全运行至关重要,疲劳是可靠性分析的重要组成部分。通过三维设计软件CATIA建立驻车制动操纵手柄模型,并利用有限元分析法对其进行疲劳分析,获得其变形图和寿命分布图,对现实试验有很强的理论指导意义,有一定的工程推广价值。