高速列车盘式制动摩擦副摩擦系数与摩擦副温度的关系
发布时间：2021-08-11 23:24
高速列车的出现极大的方便了人们的日常出行,随着高速列车一次次的提速,对保障列车安全的制动系统提出了更高的要求,而盘形制动作为列车最基础也是紧急情况下最有效制动装置就起到了至关重要作用。所以探究现役高速列车制动常用材料在各种条件下的制动效果、摩擦系数、材料的磨损量就显得尤为重要。为了探究高速列车制动系统制动时导致制动盘摩擦副失效的原因,论文针对高速列车制动盘摩擦副设计了4种不同温度:室温（20℃）、200℃、300℃、400℃以及三种试验载荷（接触应力）:27 N、37 N、49 N（0.53 MPa、0.74 MPa、0.98 MPa）的摩擦磨损试验。以现役列车常用三种制动闸片:350 km/h动车闸片、粉末冶金合成闸片、树脂基合成闸片材料作为销试样,45#钢材料做为盘试样,进行销-盘式摩擦磨损试验。结果表明:（1）对比三种试验材料发现树脂基合成材料对接触应力最不敏感,其三种制动压力在不同试验温度下均能保持基本一致的摩擦系数。但是对温度变化极为敏感,尤其是试验温度达到300℃以上,其磨损量急剧增长。（2）350 km/h动车闸片对温度表现的不太敏感,在0.53 MPa及0.74 MPa...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
030年中国高速铁路网国家总理李克强曾指出：中国高铁是中国走向世界的重要标志
1.2 研究意义随着世界轨道交通运输业的大发展，高速列车作为大众化交通工具的作用也日益明显。而作为高速列车的核心装置之制动装置的作用就显得尤为重要。高速列车制动方式有许多分类方法，按照制动力的来源可以分为摩擦制动与非摩擦制动两类。摩擦制动顾名思义为利用摩擦力以达到消耗列车动能的目的，包括磁轨制动、盘形制动、空气制动等；非摩擦制动则与之相反，包括动力制动，再生制动，电阻制动，涡流制动等。而盘形制动早在 1935 年由法国开始使用后，经历半个多世纪的发展与完善现已被世界各国广泛使用。目前，高速列车的制动系统均采用盘形制动。而这类制动盘需要满足摩擦系数稳定、密度低、比热容高、导热系数高、热膨胀系数小、硬度高、疲劳性能优良等特点。制动盘按材料可大致分为两大类：一是传统黑色金属材料，如锻钢、铸钢、铸铁；另一类是复合材料：有碳／碳纤维复合材料、铝基复合材料、陶瓷复合材料等[10-12]目前，国内大多数高速列车使用的仍是铸钢或锻钢制动盘，而复合材料制动盘还处于测试阶段，并没有大范围推广应用。
1.2 研究意义随着世界轨道交通运输业的大发展，高速列车作为大众化交通工具的作用也日益明显。而作为高速列车的核心装置之制动装置的作用就显得尤为重要。高速列车制动方式有许多分类方法，按照制动力的来源可以分为摩擦制动与非摩擦制动两类。摩擦制动顾名思义为利用摩擦力以达到消耗列车动能的目的，包括磁轨制动、盘形制动、空气制动等；非摩擦制动则与之相反，包括动力制动，再生制动，电阻制动，涡流制动等。而盘形制动早在 1935 年由法国开始使用后，经历半个多世纪的发展与完善现已被世界各国广泛使用。目前，高速列车的制动系统均采用盘形制动。而这类制动盘需要满足摩擦系数稳定、密度低、比热容高、导热系数高、热膨胀系数小、硬度高、疲劳性能优良等特点。制动盘按材料可大致分为两大类：一是传统黑色金属材料，如锻钢、铸钢、铸铁；另一类是复合材料：有碳／碳纤维复合材料、铝基复合材料、陶瓷复合材料等[10-12]目前，国内大多数高速列车使用的仍是铸钢或锻钢制动盘，而复合材料制动盘还处于测试阶段，并没有大范围推广应用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速制动盘用CrNiMoV热强钢高温摩擦磨损行为[J]. 朱帅帅,费炜杰,张保森,巴志新,毛向阳,王章忠. 金属热处理. 2018(12)
[2]高速列车制动材料高温摩擦磨损行为研究[J]. 孙洪雨,马元明,陈辉,刘艳,吴影,岑升波,吴启超. 机械. 2018(10)
[3]Powder metallurgy processed metal-matrix friction materials for space applications[J]. Yelong XIAO,Pingping YAO,Kunyang FAN,Haibin ZHOU,Minwen DENG,Zongxiang JIN. Friction. 2018(02)
[4]中国高速铁路的创新与发展[J]. 刘辉. 领导科学论坛. 2018(12)
[5]高速列车制动盘材质应用现状和研究进展[J]. 汤忖江,陈蕴博,左玲立,张洋,王金南,高崇彧. 材料导报. 2018(S1)
[6]国外高速动车组的发展趋势分析[J]. 韩文娟,董晓鹏. 机车车辆工艺. 2017(04)
[7]高速列车制动盘材料的研究现状与展望[J]. 盛欢,王泽华,邵佳,钱坤才,周泽华,吴射章. 机械工程材料. 2016(01)
[8]国外高速列车技术特点及发展趋势研究[J]. 史俊玲. 中国铁路. 2016(01)
[9]世界铁路高速列车50年的发展与进步[J]. 李瑞淳. 国外铁道车辆. 2014(06)
[10]温度对TC4钛合金磨损性能和摩擦系数的影响[J]. 姚小飞,谢发勤,韩勇,赵国仙,吴向清. 稀有金属材料与工程. 2012(08)
博士论文
[1]时速300km以上高铁制动盘用钢的成分、组织与性能研究[D]. 吴丹.北京科技大学 2018
[2]铝基复合材料摩擦制动服役特性及失效机制研究[D]. 潘利科.北京交通大学 2017
[3]轮轨滚动接触弹塑性分析及疲劳损伤研究[D]. 肖乾.中国铁道科学研究院 2012
硕士论文
[1]摩擦副金相组织对其动摩擦系数及磨损的影响研究[D]. 巩友飞.兰州交通大学 2018
[2]京广高速铁路沿线“高铁新城”空间发展模式及规划对策研究[D]. 袁博.华中科技大学 2011
本文编号：3337100
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
030年中国高速铁路网国家总理李克强曾指出：中国高铁是中国走向世界的重要标志
1.2 研究意义随着世界轨道交通运输业的大发展，高速列车作为大众化交通工具的作用也日益明显。而作为高速列车的核心装置之制动装置的作用就显得尤为重要。高速列车制动方式有许多分类方法，按照制动力的来源可以分为摩擦制动与非摩擦制动两类。摩擦制动顾名思义为利用摩擦力以达到消耗列车动能的目的，包括磁轨制动、盘形制动、空气制动等；非摩擦制动则与之相反，包括动力制动，再生制动，电阻制动，涡流制动等。而盘形制动早在 1935 年由法国开始使用后，经历半个多世纪的发展与完善现已被世界各国广泛使用。目前，高速列车的制动系统均采用盘形制动。而这类制动盘需要满足摩擦系数稳定、密度低、比热容高、导热系数高、热膨胀系数小、硬度高、疲劳性能优良等特点。制动盘按材料可大致分为两大类：一是传统黑色金属材料，如锻钢、铸钢、铸铁；另一类是复合材料：有碳／碳纤维复合材料、铝基复合材料、陶瓷复合材料等[10-12]目前，国内大多数高速列车使用的仍是铸钢或锻钢制动盘，而复合材料制动盘还处于测试阶段，并没有大范围推广应用。
1.2 研究意义随着世界轨道交通运输业的大发展，高速列车作为大众化交通工具的作用也日益明显。而作为高速列车的核心装置之制动装置的作用就显得尤为重要。高速列车制动方式有许多分类方法，按照制动力的来源可以分为摩擦制动与非摩擦制动两类。摩擦制动顾名思义为利用摩擦力以达到消耗列车动能的目的，包括磁轨制动、盘形制动、空气制动等；非摩擦制动则与之相反，包括动力制动，再生制动，电阻制动，涡流制动等。而盘形制动早在 1935 年由法国开始使用后，经历半个多世纪的发展与完善现已被世界各国广泛使用。目前，高速列车的制动系统均采用盘形制动。而这类制动盘需要满足摩擦系数稳定、密度低、比热容高、导热系数高、热膨胀系数小、硬度高、疲劳性能优良等特点。制动盘按材料可大致分为两大类：一是传统黑色金属材料，如锻钢、铸钢、铸铁；另一类是复合材料：有碳／碳纤维复合材料、铝基复合材料、陶瓷复合材料等[10-12]目前，国内大多数高速列车使用的仍是铸钢或锻钢制动盘，而复合材料制动盘还处于测试阶段，并没有大范围推广应用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速制动盘用CrNiMoV热强钢高温摩擦磨损行为[J]. 朱帅帅,费炜杰,张保森,巴志新,毛向阳,王章忠. 金属热处理. 2018(12)
[2]高速列车制动材料高温摩擦磨损行为研究[J]. 孙洪雨,马元明,陈辉,刘艳,吴影,岑升波,吴启超. 机械. 2018(10)
[3]Powder metallurgy processed metal-matrix friction materials for space applications[J]. Yelong XIAO,Pingping YAO,Kunyang FAN,Haibin ZHOU,Minwen DENG,Zongxiang JIN. Friction. 2018(02)
[4]中国高速铁路的创新与发展[J]. 刘辉. 领导科学论坛. 2018(12)
[5]高速列车制动盘材质应用现状和研究进展[J]. 汤忖江,陈蕴博,左玲立,张洋,王金南,高崇彧. 材料导报. 2018(S1)
[6]国外高速动车组的发展趋势分析[J]. 韩文娟,董晓鹏. 机车车辆工艺. 2017(04)
[7]高速列车制动盘材料的研究现状与展望[J]. 盛欢,王泽华,邵佳,钱坤才,周泽华,吴射章. 机械工程材料. 2016(01)
[8]国外高速列车技术特点及发展趋势研究[J]. 史俊玲. 中国铁路. 2016(01)
[9]世界铁路高速列车50年的发展与进步[J]. 李瑞淳. 国外铁道车辆. 2014(06)
[10]温度对TC4钛合金磨损性能和摩擦系数的影响[J]. 姚小飞,谢发勤,韩勇,赵国仙,吴向清. 稀有金属材料与工程. 2012(08)
博士论文
[1]时速300km以上高铁制动盘用钢的成分、组织与性能研究[D]. 吴丹.北京科技大学 2018
[2]铝基复合材料摩擦制动服役特性及失效机制研究[D]. 潘利科.北京交通大学 2017
[3]轮轨滚动接触弹塑性分析及疲劳损伤研究[D]. 肖乾.中国铁道科学研究院 2012
硕士论文
[1]摩擦副金相组织对其动摩擦系数及磨损的影响研究[D]. 巩友飞.兰州交通大学 2018
[2]京广高速铁路沿线“高铁新城”空间发展模式及规划对策研究[D]. 袁博.华中科技大学 2011
本文编号：3337100
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