基于流场分析的列车轮盘制动温度场仿真

摘要

针对列车轮盘制动,建立了制动盘、车轮和车轴(轮盘)的几何模型,并根据不同区域的温度分布特点划分了疏密不同的有限元网格.根据列车的减速制动、进站停止、加速启动和匀速运行4种不同运行状态,建立了轮盘的热边界条件.采用均布热源法计算制动过程中输入制动盘面摩擦接触区的热流密度.在不同列车运行速度下,利用CFD软件对轮盘附近的流场进行稳态计算,进而获得不同速度下轮盘各表面对流换热系数的平均值,并利用最小二乘法拟合出平均对流换热系数与速度的函数关系.最后针对国内某一地铁线路,计算了连续两次紧急制动和经过10个车站的模拟运营制动(纯空气)两种工况下的轮盘温度场,得到了最高温度点的温度值随时间的变化曲线.