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铁路货车踏面制动温度场及热应力分析

 踏面制动是铁路货车常用的一种制动方式，当货车在超长连续大坡道上实施匀速制动或紧急制动时，车轮的踏面与闸瓦之间产生摩擦热对车轮上有很大的影响，容易导致车轮踏面磨损、损坏以及裂纹，最终影响车轮的使用寿命与行车安全。因此研究地铁车轮踏面制动热应力对列车行车安全及车轮的优化设计具有重要的参考价值。在我国西部地形地势较为复杂的地区，要设置超长连续大坡道才能满足线路的要求，但极端路线条件使得货运列车制动的安全性面临极大的挑战。针对这一现象，本文根据国内外研究现状，借助ABAQUS有限元仿真软件，建立了铁路货车车轮踏面制动三维有限元模型，分析货运列车在长大下坡且匀速制动工况下的温度场及热应力场。随着货车速度的提高，闸瓦和车轮踏面的温度升高。车轮以60km/h匀速制动时，最大温度分布在与闸瓦接触的区域，约为355°C。最大应力发生在轮辐和内圈结合处，约为374Mpa。