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高速动车组盘式制动装置制动盘温度场仿真分析与研究

乔磊 马军 张嘉鹭

乔磊, 马军, 张嘉鹭. 高速动车组盘式制动装置制动盘温度场仿真分析与研究[J]. 机械科学与技术, 2018, 37(12): 1956-1962. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180228
引用本文: 乔磊, 马军, 张嘉鹭. 高速动车组盘式制动装置制动盘温度场仿真分析与研究[J]. 机械科学与技术, 2018, 37(12): 1956-1962. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180228
Qiao Lei, Ma Jun, Zhang Jialu. Simulation on Brake Disc Temperature Field of Disc Brake Device for High Speed EMU[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2018, 37(12): 1956-1962. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180228
Citation: Qiao Lei, Ma Jun, Zhang Jialu. Simulation on Brake Disc Temperature Field of Disc Brake Device for High Speed EMU[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2018, 37(12): 1956-1962. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180228

高速动车组盘式制动装置制动盘温度场仿真分析与研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180228
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51705223

国家级大学生创新创业训练计划项目 201710320033

江苏省教育科学"十三五"规划重点课题 B-a/2016/01/14

详细信息
    作者简介:

    乔磊(1996-), 本科生, 研究方向为动车组虚拟仿真技术, 1127273665@qq.com

    通讯作者:

    马军(1967-), 副教授, mj523@jsnu.edu.cn

  • 中图分类号: U260.35

Simulation on Brake Disc Temperature Field of Disc Brake Device for High Speed EMU

  • 摘要: 以CRH380BL型高速动车组的动车转向架上轴盘制动为研究对象,基于摩擦功率方法,对轴盘进行热负荷仿真研究及边界条件的确定。利用ANSYS软件,对动车组在350 km/h紧急制动过程中,制动盘的三维瞬态温度场在径向、轴向以及深度方向上的分布情况进行仿真,并从制动盘所能承受的最高温度方面分析其制动能力。结果表明:轴盘摩擦表面在制动初期温度呈环状分布,由于散热筋具有良好的散热功能,随后在散热筋之间的摩擦环面上产生不断地向周围扩散的团状高温区;制动后期,制动盘的温度呈层状分布,温度从制动盘的上表面自上而下递减,同时温度随着靠近轴盘轴心孔位置而渐渐降低,这表明轴盘制动过程中轴盘的温度分布受轴盘结构的影响。
  • 图  1  轴盘式盘形制动装置

    图  2  单侧轴盘及摩擦片模型

    图  3  网格划分模型

    图  4  载荷施加模型

    图  5  t=70 s时制动盘温度场分布云图

    图  6  轴盘温度随时间变化曲线

    表  1  轴盘尺寸参数

    轴盘(单侧) 筋板
    内径/mm 外径/mm 厚度/mm 长度/mm 宽度/mm 厚度/mm
    350 690 23 120 69.7 27
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    表  2  轴盘和摩擦片材料参数

    材料名称 弹性模量/GPa 泊松比 密度/(kg·m-3) 比热容/(J·(kg·C)-1) 导热系数 线膨胀系数
    25Cr2MoV 210 0.3 7 840 460 41.5 1.3
    C/C复合材料 0.34 0.25 2 600 1 465 1.2 1.1
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2018-03-03
  • 刊出日期:  2018-12-05

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