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高速列车制动装置的温度场与热应力耦合分析
| 论文题名： | 高速列车制动装置的温度场与热应力耦合分析 |
| 关键词： | 高速列车;盘式制动器;热应力耦合;温度场;有限元分析 |
| 摘要： | 现代高速列车制动盘设计的重点在于研究制动盘的温度场与应力场分布状况。由于制动盘常见的失效形式基本都与温度场和应力场相关，因此高速列车制动装置热应力耦合问题的研究需要迫切解决。然而目前对于高速列车制动盘温度场与应力场的研究多使用摩擦功率法以及能量折算法进行求解，而这两种方法均存在着诸多不足之处，如采用间接耦合分析法、采用恒定的制动压力、忽略由温度梯度而引起的结构变形等。只有更准确的分析其热应力耦合场才能在制动盘抗热衰退、降低热疲劳损伤、减小制动噪音上有所进展。这就使得寻求一种能够更准确实现直接热应力耦合分析的求解方法显得极为重要。 本文以高速列车盘式制动器为基础，做出合理简化后建立其三维模型;研究制动盘热应力耦合特性及相关基础理论，寻求最佳分析方法;分析在制动过程中制动盘转速随时间变化规律、刹车片的制动压力增长规律等相关制动参数;计算对流换热等边界条件;应用abaqus有限元分析软件，建立高速列车制动结构有限元分析模型;采用瞬态热应力直接耦合分析方式分析高速列车盘式制动热应力耦合场;通过瞬态热热应力直接耦合分析结果，研究温度场的周向、径向、轴向的温度场分布，分析制动盘与刹车片接触压力变化规律，分析发现周向温度场及应力场分布并不是简单的二维轴对称分布。热应力耦合场的深入研究为高速列车制动的设计改进提供一定的指导意义。 |
| 作者： | 邹本涛 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 阎树田 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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