蠕铁制动盘散热筋断裂失效分析研究

声明

致谢

摘要

1．1 研究背景

1．2 国内外研究概况

1．2．1 制动盘材料的发展

1．2．2 制动盘数值模拟计算研究进展

1．2．3 失效分析研究历史及现状

1．3 论文研究的主要内容

2 研究方案与试验方法

2．1 实验分析方法

2．1．1 失效分析思路

2．1．2 材料分析方案

2．1．3 试样制备

2．1．4 检测分析方法

2．2 制动过程模拟仿真计算

2．2．1 ANSYS热分析原理

2．2．2 ANSYS温度场应力场分析

2．2．3 ANSYS计算主要流程

2．3 本章小结

3 蠕铁制动盘散热筋断裂失效分析

3．1 断口分析

3．1．1 断口宏观分析

3．1．2 断口微观分析

3．2 材料成分和性能测试

3．2．1 化学成分测试

3．2．2 力学性能测试

3．3 金相组织分析

3．3．1 Y型浇注试样的金相组织

3．3．2 未使用制动盘的金相组织

3．3．3 失效制动盘的金相组织

3．3．4 失效、未使用制动盘的金相组织对比

3．4 蠕化率计算

3．5 探究片状石墨出现原因

3．5．1 片状石墨形态

3．5．2 冷却凝固曲线与特征值

3．6 蠕铁制动盘凝固模拟

3．6．1 铸造工艺方案

3．6．2 边界条件设置

3．6．3 凝固模拟结果分析

3．8 本章小结

4 蠕铁制动盘温度场和应力场的数值模研究

4．1 热分析原理

4．1．1 非线性瞬态热分析基础

4．1．2 传热方式

4．1．3 非线性瞬态温度场分析初始和边界条件

4．2 温度场分析建模

4．2．1 盘形制动间接耦合模型

4．2．2 制动盘结构及相关参数

4．2．3 制动盘温度场分析假设条件

4．2．4 材料的性能参数

4．3 温度场求解的边界条件

4．3．1 热流密度

4．3．2 对流换热系数

4．4 应力场分析原理

4．4．1 热应力计算方法

4．4．2 热应力分析建模

4．4．3 边界条件和载荷

4．5 制动参数及模拟工况

4．5．1 列车制动参数

4．5．2 制动模拟工况

4．6 模拟计算有效性评估

4．6．1 模拟技术有效性评估方法

4．6．2 模拟技术有效性评估结果

4．7 制动模拟计算结果及分析

4．7．1 160km／h两次紧急制动模拟分析结果

4．7．2 160km／h全程往返无机车无制动和闸片偏磨的模拟结果

4．7．3 热容量模拟结果

4．8 最外圈散热筋应力模拟结果及分析

4．8．1 散热筋应力分析选取的位置

4．8．2 160km／h两次紧急制动散热筋应力分析

4．8．3 160km／h无机车制动和存在闸片偏磨的紧急制动模拟结果

4．9 本章小结

5 结论

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集