列车制动盘表面温度分布演变的研究

摘要

高速列车制动条件下制动盘的温度不均匀分布是影响盘热疲劳损伤的一个重要因素.本文针对铜基粉末冶金闸片与锻钢制动盘构成的摩擦副,利用1:1制动动力试验台,进行了最高速度达350km/h的制动试验,结合红外热像与有限元分析技术,研究了制动速度和制动压力对盘面温度分布形态的影响.制动实验结果显示,在制动过程中盘面高温区优先在摩擦中径两侧形成,并随制动时间的增加向摩擦中径处偏移.有限元分析结果显示,制动盘摩擦中径两侧的接触压力明显偏大.由此可推断,闸片的燕尾结构致使摩擦中径两侧压力偏高,是盘面形成两个高温区的主要原因.摩擦速度随摩擦半径的增加而增加,导致摩擦半径大于摩擦中径的高温区优先磨损,磨损的不均匀性改变了接触压力分布.摩擦速度和接触压力的综合作用与高温区演化规律密切相关.