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一种高速列车制动盘传热特性研究
| 论文题名： | 一种高速列车制动盘传热特性研究 |
| 关键词： | 高速列车;制动盘;传热特性 |
| 摘要： | 盘形制动作为高速列车最可靠的基础制动措施，盘形制动装置的制动性能的高低，主要取决于制动盘和闸片承受摩擦热和热应力以及散热的能力。制动工况下，制动闸片与制动盘因摩擦作用产生巨大的热量，制动盘表面的温度急剧升高，制动盘通过对流换热，在短时间内将巨大的热量消散，降低制动盘的温度，提高制动效果。因此对制动过程中制动盘的传热特征的研究是优化制动盘结构、改善制动盘的传热性能和保障高速列车安全高效运营的关键。 论文首先对制动盘在紧急制动工况中的传热过程进行分析并简化制动盘物理模型，得到制动盘计算模型。采用ICEM对制动盘计算域进行网格划分，采用Fluent软件对制动过程进行模拟计算，获得制动盘制动过程中的速度场和制动盘外表面及内部通道的对流换热特性，这对减小制动盘接触疲劳、摩擦磨损和提高制动效果等有着重要的作用。最后通过对数值结果的分析，得出如下结论: (1)在车轴的旋转速度、列车的行驶速度的共同作用下，制动盘内部周围形成了复杂涡结构的空气流动;沿半径方向，流场中速度的模沿制动盘径向增加。 (2)同一制动时刻，制动初速度越大，平均对流换热系数越大。对流换热系数随着制动时间的增大而减小，且减小速率逐渐减小。制动盘迎风区的对流换热系数高于背风区的对流换热系数。迎风区半径越大，对流换热系数越高，背风区半径越小，对流换热系数越高。 (3)同一制动时刻，制动盘外径边缘表面的平均对流换热系数远高于制动盘外表面的平均对流换热系数。半径越大，制动盘外表面的局部对流换热系数及对流换热系数的减小速率越大。 (4)同一制动时刻，制动盘散热筋内部通道的平均对流换热系数高于构成内部通道的盘表面的平均对流换热系数。半径越大，制动盘内部通道的局部对流换热系数及对流换热系数的减小速率越大。同一半径，沿散热筋高度变化，在高度的中心表面的局部对流换热系数高于其它位置的局部对流换热系数。 |
| 作者： | 王雪 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王良璧;余瑞江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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