收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高速重载列车踏面制动过程热—机械—组织耦合仿真

朱衡  
【摘要】:车轮作为列车运行过程中最重要的零件,在闸瓦踏面制动状态下闸瓦与车轮踏面的剧烈摩擦,导致车轮踏面表层金属温度在短时间内迅速升高,同时接触面积很小的轮轨接触斑承受列车载重而产生高接触应力,在这样的高温、高接触应力以及热应力等交变载荷作用下,使得车轮踏面表层组织发生金相组织转变形成马氏体白层,而马氏体白层是引起车轮踏面剥离失效的主要因素,加大了轮轨运行系统的安全风险。因此高速重载列车踏面制动过程具有典型的热-机械-组织耦合特性。研究高速重载列车踏面制动过程中热-机械-组织耦合机理,确定闸瓦制动区和轮轨踏面接触区表层马氏体相变机理,定量预测高速重载列车踏面制动过程中制动区和接触区的马氏体白层生长位置以及形状尺寸,对降低车轮非正常剥离失效发生概率、及时预测并排查车轮运行安全隐患具有非常重要的理论和实际意义。本文以高速重载列车踏面制动条件下的车轮踏面为研究对象,考虑了轮轨接触区接触应力、摩擦力以及轮瓦接触区接触应力、摩擦力,并给出了热流密度数学模型,确定了接触区形状、对流换热系数、辐射系数以及瞬态接触换热系数,在此基础上基于Abaqus软件的二次开发功能开发了DFLUX、FILM、DLOAD等子程序。运用Abaqus有限元分析软件,模拟了车轮踏面制动过程,分析了考虑有无钢轨冷却作用,不同轴重、不同减速度、不同初速度工况下车轮踏面上的温度场和热应力场分布情况。根据车轮材料确定了奥氏体转化开始温度、马氏体转变开始温度等,考虑了接触应力对马氏体相变温度的影响,得到了马氏体临界温度与应力的数学模型。根据车轮踏面的微动滑移分布,对车轮踏面的磨损进行了动态的定量预测,考虑踏面磨耗的影响,确定了马氏体白层厚度尺寸。比较了不同轴重下马氏体白层分布情况,建立了不同轴重下马氏体白层深度预测模型。以二维马氏体白层和车轮基体的复合材料接触模型为基础,建立了制动过程中两种材料的热力学模型;根据XFEM法和Cohesive单元,建立了马氏体和基体的损伤模型,对两种材料剥离损伤过程进行仿真模拟。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 孙广合;张嘉;陈剑;;城轨踏面制动单元缸体机加工工艺研究[J];铁道机车车辆;2013年03期
2 曾旗;申绍文;孟艳红;;踏面制动单元试验台简介[J];铁道车辆;2009年08期
3 J.Jakobsen;潘敦银;;铁路制动尖叫声的衰减[J];国外铁道车辆;1988年02期
4 朱柏林;;8K型电力机车的踏面制动和停车制动装置[J];机车电传动;1989年05期
5 俎文凯;张庆;苟清炳;;踏面制动单元测试系统试验台设计[J];机械制造与自动化;2015年03期
6 李科;;成都地铁车辆踏面制动单元闸调器故障分析及整改[J];铁道车辆;2014年11期
7 金汉平;王洪锐;赵屹;邵军;孙铭;;武汉轨道交通1号线一期工程电动客车踏面制动单元国产化研究[J];铁道机车车辆;2008年03期
8 江浪;伍安旭;苟青炳;张庆;;城轨车辆用踏面制动单元例行试验机的研制[J];轨道交通装备与技术;2016年02期
9 侯文镜;陈光雄;;货车轮对踏面制动系统摩擦噪声的有限元研究[J];润滑与密封;2013年09期
10 李兰;常崇义;;基于热—机耦合的大轴重车轮踏面制动热负荷仿真分析[J];铁道机车车辆;2014年02期
11 邵旦华,施震球;踏面制动车轮温度场的研究[J];铁道车辆;1985年02期
12 侯品杨;;广佛线列车踏面制动单元异响原因分析及对策[J];机车电传动;2014年06期
13 杜军;;踏面制动单元在大型养路机械上的应用[J];铁道建筑;2009年11期
14 董江宏;;踏面制动单元弹簧停车制动器作用原理简介[J];铁道车辆;2006年04期
15 张斌;铁路车轮轮箍踏面制动剥离研究[J];铁道机车车辆;2001年02期
16 谢启明;王俊勇;;BFCF型踏面制动单元原理分析[J];机车电传动;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 张金煜;虞大联;;一种列车踏面制动对流换热系数的等效值算法及其验证[A];和谐共赢创新发展——旅客列车制动技术交流会论文集[C];2017年
2 何拥军;;运用客车中途制动抱闸原因分析及建议[A];郑州铁路局“十百千”人才培育助推工程论文集[C];2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱衡;高速重载列车踏面制动过程热—机械—组织耦合仿真[D];燕山大学;2019年
2 赵凯凯;地铁车辆踏面制动下车轮热负荷仿真分析[D];兰州交通大学;2018年
3 陈逊;考虑踏面制动温升的地铁车轮表面裂纹扩展研究[D];西南交通大学;2018年
4 王珏;踏面制动单元安装接口可靠性研究[D];西南交通大学;2016年
5 卢立丽;货车车轮踏面制动热损伤研究[D];北京交通大学;2007年
6 陈帅;踏面制动温升对车轮磨耗影响的研究[D];西南交通大学;2017年
7 俎文凯;轨道交通车辆制动装置产品检测技术研究及检测设备研制[D];南京理工大学;2014年
8 李先锋;地铁踏面制动单元连接螺栓组预紧力及疲劳寿命研究[D];太原科技大学;2013年
9 刘俊红;重载货车踏面制动热响应分析研究[D];西南交通大学;2006年
10 宋琳;货车铸钢车轮踏面制动热损伤行为研究[D];北京交通大学;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978