高速列车制动片摩擦块尺寸对制动噪声特性的影响

同一工况下,在制动摩擦噪声试验机上使用3种不同尺寸的圆形摩擦块进行制动摩擦噪声对比试验,通过对不同摩擦块尺寸状态下的界面噪声信号进行等效声压级分析和频谱分析,研究摩擦块尺寸对制动噪声特性的影响;对界面磨损形貌采用光学显微镜和二维轮廓仪进行分析,并计算出摩擦界面上的摩擦弧长,以揭示摩擦块尺寸对制动噪声行为的影响机制。结果表明:在试验条件下,摩擦面积相同时,大圆形摩擦块能有效地抑制制动噪声,而中圆形和小圆形摩擦块的制动噪声强度较大;相较于大圆形摩擦块,中圆形和小圆形摩擦块表面出现明显犁沟和剥落等"不平顺"磨损因素会造成高强度的尖叫噪声;大圆形摩擦块相比于中圆形和小圆形摩擦块的摩擦弧长较短,这也是造成大圆形摩擦块状态下制动噪声强度减弱的一个重要因素。     

表面沟槽与润滑剂协同作用对摩擦振动和噪声特性的影响

目的 提升表面沟槽的减振降噪性能,延长其寿命,通过试验方法探索合适的优化方式。方法 借助数控加工方法在蠕墨铸铁材料表面加工出一定尺寸沟槽,并在沟槽填充固体润滑剂MoS2,以获得具有不同时变特性的表面。采用球-平面接触方式进行摩擦对比试验,研究沟槽与固体润滑剂MoS2协同作用对界面摩擦振动及噪声特性的影响。结果 沟槽与MoS2固体润滑剂协同作用时,不仅有效地缓解了过沟冲击振动,还进一步抑制了摩擦振动及噪声的产生。与光滑表面相比,填充MoS2的表面噪声主频幅值降低约13.4 dB。结论 该试验条件下,接触表面粘着撕裂和犁削作用等产生的“不平顺”界面因素是激发摩擦振动及产生噪声的主要诱因。沟槽与MoS2结合不仅维持了界面的完整性,还能保持其时变特性,能减缓并削弱“不平顺”界面因素的产生,进一步优化表面沟槽减振降噪的功能,并能减小磨损,延长沟槽的使用寿命。     

[轮轨磨耗及预测]高速列车制动摩擦块切入端特征对制动界面特性的影响

在自行研制的高速列车制动缩比试验台上，对四种不同安装方向下的三角形摩擦块进行拖曳制动试验，研究了摩擦块的切入端特征对制动界面特性的影响,并采用有限元方法分析不同摩擦切入端特征下摩擦块的接触压力分布特点，探讨了摩擦块表面接触压力分布与其表面热分布、振动噪声特性的内在关联。结果表明：在摩擦制动过程中，摩擦块的切入端存在应力集中现象，尤其是当摩擦切入端是一个角的两条边时，摩擦切入端的角附近区域应力集中更为明显，从而引起制动系统产生高强度的振动噪声并导致摩擦块表面局部高温现象。     

基于接触压力分布和非均匀热流密度的列车制动盘热机耦合分析

针对铁路列车制动闸片摩擦块排布方式对制动盘热机耦合响应状态影响显著的问题，提出了一种考虑接触压力分布和非均匀热流密度的热机耦合仿真分析方法。通过在轨道车辆制动性能试验台上进行的制动台架试验，从温度的角度验证了所提方法的正确性。在此基础上，建立了列车全尺寸盘型制动系统有限元仿真分析模型，对现有铁路列车制动闸片摩擦块的排布方式进行了优化分析。结果表明，合理的制动闸片摩擦块排布方式可以显著降低制动盘面的温度和应力峰值，在改善制动盘面温度和应力分布的同时，提供较为优异的制动性能。研究成果可为铁路列车盘型制动系统热机耦合分析提供一种快速有效的仿真分析方法，同时可为铁路列车制动闸片摩擦块的排布优化提供指导方向。