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TiAl基高速列车刹车片的结构优化
| 论文题名： | TiAl基高速列车刹车片的结构优化 |
| 关键词： | 高速列车;刹车片;摩擦块;结构优化 |
| 摘要： | 高速列车的提速是目前铁路发展的主要趋势，结合列车的制动功率与车速呈三次方关系，车速提高一倍，制动功率就要提高八倍，这对高速列车刹车片性能的要求更加严格。目前高速列车刹车片的研究现状大多以改进材料为主，而忽略了刹车片结构对高速列车制动性能的影响。高速列车在紧急制动时，制动系统中制动盘和刹车片的摩擦会产生偏磨现象，偏磨会导致刹车片上的摩擦块损耗过快，刹车片的钢背划伤制动盘等。通过对刹车片的结构优化，可以有效避免偏磨现象，从而提升高速列车的制动性能。由于刹车片实验具有复杂性和长周期性，且设备成本较高，本文采用了有限元模拟对高速列车刹车片的结构进行优化，主要是对摩擦块的结构进行优化。优化结构后的刹车片的温度场、应力场、应变和位移都有所改善，从而改善了高速列车刹车片的性能且延长了刹车片的使用寿命。 对刹车片上摩擦块的结构进行优化，比如改变摩擦块的形状、厚度、孔径和间隙来优化刹车片结构，其中通过ABAQUS有限元软件在六边形刹车片、五边形刹车片、六边形组合五边形刹车片、三角形刹车片和圆形刹车片中选出温度场、应力场、应变和位移最佳形状的浮动式刹车片。模拟结果得到六边形组合五边形刹车片的温度场、应力场和应变更稳定。其次在10+7、11+6和12+5摩擦块和垫片厚度中得到12+5摩擦块和垫片厚度刹车片最佳。最后得到12.5mm孔径和1.1mm间隙刹车片的温度场、应力场、应变和位移最好，相比于目前应用最广泛的六边形刹车片更适用于400km/h的高速列车。 |
| 作者： | 孙思哲 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 邹芹 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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