高速动车组制动盘瞬态温度与应力场计算

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• 出版年：2010
• 作者：夏毅敏；薛静；姚萍屏；暨智勇
• 单位1：中南大学现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室
• 出生年：1967
• 学历：博士
• 语种：中文
• 作者关键词：动车组；制动盘；温度场；应力场；有限元
• 起始页：1334
• 总页数：6
• 经费资助：国家高技术研究发展计划（“863”计划）项目(2006AA03Z508)；中南大学研究生教育创新工程选题项目(1343-77302)
• 刊名：中南大学学报自然科学版
• 是否内版：否
• 刊频：双月刊
• 创刊时间：1956
• 主管单位：教育部
• 主办单位：中南大学
• 主编：黄伯云
• 电子信箱：zngdxb@mail.csu.edu.cn
• 网址：http://www.zndxzk.com.cn
• 卷：41
• 期：4
• 期刊索取号：P706.6140

摘要

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40s制动盘最高温度达到416℃，制动后60s最大应力达到651MPa，所设计的制动盘满足强度许用应力要求。