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高速列车制动盘流场和温度场仿真
| 论文题名： | 高速列车制动盘流场和温度场仿真 |
| 关键词： | 高速列车;制动盘;泵风效应;流场;温度场 |
| 摘要： | 盘形制动装置具备结构简单、工作可靠等其它制动装置无可比拟的优点，是目前广泛应用在高速列车上的制动方式。盘形制动是保证高速列车安全运营的关键，关于制动盘失效的研究一直以来都是高速列车提速和安全行驶至关重要的一环。制动盘失效的方式主要是热疲劳引起的热裂纹扩展，对制动盘在紧急制动工况时进行热分析对预防热裂纹产生、提高制动盘工作可靠性以及制动盘的选材和结构优化有很大的工程意义。 本文在查阅以往制动盘热分析文献的基础上，提出先对制动盘在制动时周围的空气流场进行模拟，求得制动过程中制动盘摩擦面和散热筋板面上的空气流速，进而得到随时间变化的对流换热系数。相比以往热分析文献中的对流换热模型，本文提出的关于求解对流换热系数的新思路更加符合实际。在确定热输入模型的过程中，相比传统的用能量折算法确定出的热流密度，本文采用微元法计算热流密度，得到的热流密度能反映出其在制动盘径向方向的分布，即考虑了闸片形状对热流密度的影响。在建立热辐射模型时，由于辐射换热在热分析计算时会引起高度非线性，本文根据牛顿冷却定律将热辐射系数等效成对流换热系数，使计算过程更容易收敛。 确定热输入模型、对流换热模型和热辐射模型后，本文建立了制动盘的三维模型和循环对称十二分有限元模型，对某种紧急制动工况时制动盘的温度场分布进行了数值模拟。 |
| 作者： | 何振帆 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王月明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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