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原文传递带缺陷货车闸瓦的仿真计算分析

论文题名：	带缺陷货车闸瓦的仿真计算分析
关键词：	重载铁路货车;闸瓦;制动过程;温度场;应力场
摘要：	随着我国高速重载铁路计划的实施，重载铁路货车在国民运输中越来越重要，随之重载铁路货车在运行中的安全问题也变得越来越重要。制动系统是我国铁路安全计划中的重要组成部分，是保证列车安全、可靠运行的重要条件，因此对制动系统提出了更加严格的要求。高摩擦系数合成闸瓦是现在研究出的制动能力最好的闸瓦之一，在我国铁路货车上得到了广泛的应用，它不仅关系到重载铁路的行车安全，对车辆的维修成本也发挥着重要作用。在高摩合成闸瓦的制动或者生产过程中，闸瓦踏面或者内部会发生纤维断裂，使闸瓦产生微小裂纹或者气泡。　　本文在无损闸瓦制动过程的仿真分析基础上，研究带缺陷闸瓦制动过程中的温度场跟应力场。利用有限元分析软件对带踏面表面裂纹，内部裂纹，踏面表面气泡的闸瓦在不同制动工况下的温度场跟应力场分析，跟闸瓦材料的极限参数进行比较，判断闸瓦是否会在制动过程中发生损坏。　　论文主要结论如下: 　　(1)无论闸瓦是带有表面裂纹、内部裂纹还是表面气泡，其在紧急制动过程中产生的应力集中值或裂纹前缘的应力强度因子要大于在长大坡道调速制动过程中所产生的应力集中值或应力强度因子，故在紧急制动过程中闸瓦更容易发生破坏或者裂纹发生扩展现象。　　(2)无论是在紧急制动还是调速制动过程中的表面微小裂纹的长度对闸瓦最大温度还是最大应力值都没有太大影响，但是微小裂纹的长度对裂纹前缘的应力强度因子有影响，裂纹越大，应力强度因子就会越大，越容易发生裂纹扩展。在检查闸瓦时，如果表面裂纹的长度小于2mm，闸瓦依然可以使用。　　(3)闸瓦的内部微小裂纹对闸瓦性能的影响很小，闸瓦在制动过程中温度的最大值和应力的最大值均不会出现在内部裂纹上并且裂纹前缘的应力强度因子值要远小于闸瓦摩擦体的应力强度因子极限值，不会发生裂纹扩展现象。对含有内部微小裂纹的闸瓦可以考虑适当应用。　　(4)闸瓦踏面上的微小气泡在紧急制动过程中会产生应力集中现象，其应力值要大于无损闸瓦在紧急制动过程中的最大应力值，在调速制动过程中2mm直径的踏面气泡跟无损闸瓦在制动过程中应力分布没有太大区别。故踏面上有气泡的闸瓦在紧急制动过程中更容易产生破坏。　　(5)带裂纹闸瓦在制动时产生的应力集中值要大于带气泡闸瓦在制动时产生的应力集中中，所以带裂纹的闸瓦具有较大的危险性。
作者：	栾锴
专业：	交通运输工程
导师：	肖绯雄
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文