【技术实现步骤摘要】
一种高速列车制动系统热机耦合摩擦学行为预测方法
[0001]本专利技术属于摩擦制动
，尤其涉及一种高速列车制动系统热机耦合摩擦学行为预测方法。
技术介绍
[0002]随着国民经济的快速发展，高速列车的运行速度日益提升，这对制动系统的要求也越来越高；高速列车通常采用盘形制动系统，在车轴上安装多个轴装制动盘或在车轮幅板侧面安装轮装制动盘，用制动夹钳将制动闸片紧压制动盘盘面，通过摩擦力产生制动扭矩完成列车制动；这种制动方式与最初的踏面制动相比，由于制动力不作用在车轮踏面上，可以大大减轻车轮踏面的热负荷和磨耗，另外，由于盘形制动系统的摩擦接触面积大，其制动效果和制动平稳性也优于踏面制动。
[0003]在高速列车进行制动时，制动系统中的摩擦副将列车巨大的动能通过摩擦接触转化为热能，这一过程伴随着极为复杂的摩擦学行为，如摩擦热、磨损退化、弹塑性变形、摩擦自激振动噪声、接触状态演变、界面损伤等，且制动过程中热机耦合摩擦学行为之间会相互耦合并互相作用，导致制动系统摩擦界面出现严重的热机耦合损伤失效，这严重影响了高速列车制动系统...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高速列车制动系统热机耦合摩擦学行为预测方法，其特征在于：所述预测方法包括：S1、获取磨合阶段完成后的接触压力分布，在参考接触压力分布和非均匀热流密度的前提下，进行正式服役阶段的制动系统热机耦合响应状态分析，计算制动系统的热机耦合响应；S2、读取某段中间时刻的响应状态作为有限元模型的初始状态，对正式服役阶段的热机耦合摩擦磨损行为进行预测，并实时更新有限元模型，当达到截止条件时记录并保存所有结果；S3、根据步骤S2的结果提取服役过程中某一磨损状态下的有限元结果并进一步更新有限元模型，对几何形貌变化的有限元模型进行振动加速度分析，从而对制动系统的摩擦振动噪声行为进行分析预测。2.根据权利要求1所述的一种高速列车制动系统热机耦合摩擦学行为预测方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括以下内容：S11、将制动盘接触区域划分为N
h
个接触环带；S12、计算第j个接触环带的平均摩擦半径R
j
和面积S
j
；S13、读取正式服役阶段开始时的接触应力场P
s
，计算第j个接触环带的接触压力F
j
；S14、基于摩擦功率法，计算第j个接触环带的热流密度Q
j
；S15、基于盘块热流分配系数，将摩擦热流按比例施加在制动盘与摩擦块表面；S16、根据温度位移分析程序完成正式服役阶段的热机耦合响应状态求解，记录并保存每个增量步的热机耦合响应状态结果。3.根据权利要求1所述的一种高速列车制动系统热机耦合摩擦学行为预测方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括以下内容：S21、读取热机耦合响应状态结果，将正式服役阶段等分为L段，取第k段中间时刻的响应状态作为有限元模型的初始状态，计算器k的取值为1到L；S22、建立制动盘和摩擦块接触对，并进行短时间的热机耦合摩擦磨损行为计算；S23、更新计算器k＝k+1，如果k<L，则读取步骤S1求解的热机耦合响应状态结果，并再次提取下一段中间时刻的响应状态作为有限元模型的初始状态；S24、重复步骤S22和S23，直至正式服役阶段的热机耦合摩擦磨损行为预测完成，记录并保存所有结果。4.根据权利要求3所述的一种高速列车制动系统热机耦合摩擦学行为预测方法，其特征在于：所述进行短时间的热机耦合摩擦磨损行为计算包括：A1、将整段时间离散为T个增量步，初始化增量步计数器y＝1，根据温度位移分析程序进行热机耦合摩擦磨损分析；A2、读取有限元模型的节点坐标、节点温度、接触应力及相对滑移距离；A3、根据节点温度修正磨损系数并更新求解公式中的磨损系数，计算节点磨损深度和磨损方向；A4、反馈节点的磨损深度和磨损方向，根据任意拉格朗日
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欧拉技术移动节点并更新坐标，同时在保证网格拓扑形式不变的前提下重绘网格，生成新的有限元模型；A5、判断增量步计数器y的大小，如果y&...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢纯，尹家宝，张庆贺，莫继良，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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