试谈城市轨道交通车辆基础制动关键部件热疲劳仿真

中文摘要3-4

ABSTRACT4-9

第一章 绪论9-15

1.1 课题背景9

1.2 探讨目的及作用9-10

1.3 基础制动关键部件热疲劳探讨近况10-13

1.3.1 踏面制动热疲劳探讨近况10-12

1.3.2 制动盘热疲劳探讨近况12-13

1.4 论文的探讨思路及章节安排13-15

第二章 热传导不足的有限单元法15-35

2.1 引言15

2.2 弹性力学基本方程15-18

2.2.1 弹性力学基本量16

2.2.2 静力平衡方程16

2.2.3 几何方程16

2.2.4 应力与应变的联系物理方程16-18

2.3 有限单元法的基本思路和解题步骤18-21

2.4 有限元浅析软件 ANSYS21-23

2.4.1 有限元浅析软件 ANSYS21-22

2.4.2 ANSYS 浅析历程22-23

2.5 瞬态温度场的数学模型23-24

2.6 稳态温度场的数学模型24-25

2.7 热传导轴对称不足的数学模型25

2.8 求解温度场的初始条件和边界条件25-27

2.9 求解温度场的有限元策略27-32

2.9.1 有限元法的单元浅析27

2.9.2 单元的变分计算27-31

2.9.3 ANSYS 有限单元法的总体合成31

2.9.4 ANSYS 有限单元法的实现31-32

2.10 求解热应力场有限元策略32-35

第三章 城市轨道交通车辆基础制动35-43

3.1 制动方式的分类35-38

3.2 基础制动装置38-40

3.2.1 闸瓦制动38-39

3.2.2 盘形制动39-40

3.3 紧急制动结构及功能说明40-43

第四章 紧急制动工况下车轮热疲劳仿真探讨43-57

4.1 边界条件的确定43-44

4.1.1 利用能量折算法确定热流密度43

4.1.2 三类边界条件的确定43-44

4.2 车轮载荷工况44-45

4.3 车轮有限元模型的建立及模型参数的确定45-46

4.4 车轮的温度场仿真结果及浅析46-47

4.5 车轮的热应力场仿真结果及浅析47-49

4.5.1 边界条件的确定及载荷的施加47-48

4.5.2 车轮的热应力场仿真结果及浅析48-49

4.6 车轮疲劳强度评价49-54

4.6.1 车轮模态浅析49-50

4.6.2 轮轴接触浅析50-51

4.6.3 三种载荷工况下车轮静强度浅析51-53

4.6.4 评定策略53

4.6.5 车轮强度浅析53-54

4.7 本章小节54-57

第五章 紧急制动工况下制动盘热疲劳仿真探讨57-69

5.1 基于摩擦功率法的热流密度确定57-58

5.2 热传导模型的建立58-59

5.3 制动盘有限元模型的建立及模型参数59-60

5.4 制动盘温度场仿真结果及浅析60-62

5.5 制动盘热应力场仿真结果及浅析62-63

5.5.1 边界条件的确定62

5.5.2 热应力场计算结果及浅析62-63

5.6 制动盘实验浅析63-65

5.7 制动盘蠕变热疲劳寿命预测65-67

5.7.1 摩擦面热斑产生机理浅析65-66

5.7.2 疲劳寿命预测模型和蠕变损伤模型66

5.7.3 制动盘热疲劳寿命计算66-67

5.8 本章小节67-69

第六章 结论与展望69-71

6.1 结论69

6.2 有着不足及倡议69-71