城軌列車(chē)多次制動(dòng)作用下制動(dòng)盤(pán)熱-力耦合分析

張生芳,曹洋,尹劍,張勇陽(yáng),郝強(qiáng),劉宇,程靜

(1.大連交通大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院,遼寧 大連 116028;2.中國(guó)鐵路鄭州局鄭州動(dòng)車(chē)段,河南 鄭州 450052)

制動(dòng)盤(pán)在服役期間,每次制動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生大量的摩擦熱,使制動(dòng)盤(pán)的溫度迅速升高。制動(dòng)盤(pán)的散熱受制動(dòng)盤(pán)材料的導(dǎo)熱率、制動(dòng)盤(pán)與空氣接觸面積、空氣流動(dòng)速度等因素的影響,因此制動(dòng)盤(pán)表面及盤(pán)體溫度不能在短時(shí)間內(nèi)冷卻到室溫。當(dāng)兩次制動(dòng)間隔較短時(shí),前一次制動(dòng)在制動(dòng)盤(pán)上殘留溫度和熱應(yīng)力等對(duì)后一次制動(dòng)產(chǎn)生影響。周素霞等[1],張杰[2]對(duì)不同初速度下兩次連續(xù)制動(dòng)進(jìn)行仿真分析,結(jié)果表明第二次制動(dòng)的溫度比第一次高,熱量累積導(dǎo)致制動(dòng)盤(pán)溫度迅速升高。高溫產(chǎn)生的熱應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)盤(pán)出現(xiàn)裂紋和熱斑[3]。耿凱[4]通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)了制動(dòng)盤(pán)損傷和制動(dòng)過(guò)程溫度的關(guān)系,溫度越高,制動(dòng)盤(pán)越容易發(fā)生損傷。針對(duì)研究制動(dòng)盤(pán)的溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)的研究,國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用了不同的方法,Modanloo等[5]采用分離變量法結(jié)合Duhamel積分法在柱坐標(biāo)系下求解控制熱傳導(dǎo)方程,計(jì)算出初速度為350 km/h的均勻壓力和均勻摩擦兩種情況的溫度數(shù)值。初明澤等[6]在充分考慮了制動(dòng)閘片幾何形狀和分布對(duì)熱流密度的影響后,建立了微元法的摩擦面熱流密度計(jì)算模型。在制動(dòng)時(shí),制動(dòng)盤(pán)的溫度分布受到很多因素的影響。陳昶等[7]利用單因子變量法,研究不同制動(dòng)盤(pán)結(jié)構(gòu)對(duì)溫度和應(yīng)力的影響,結(jié)果表明,夾層式結(jié)構(gòu)通風(fēng)孔制動(dòng)盤(pán)的總體性能更好。Yang等[8]考慮了變摩擦因素的影響,提出了一種新的計(jì)算制動(dòng)盤(pán)溫度場(chǎng)的模型,對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在沒(méi)考慮變摩擦因素時(shí)最高溫度被低估了15%。為了降低制動(dòng)盤(pán)的溫度,Jian等[9]在制動(dòng)盤(pán)中裝上熱管,將制動(dòng)盤(pán)高溫區(qū)的熱量向低溫區(qū)轉(zhuǎn)移,很好地降低了制動(dòng)盤(pán)的熱量?？偨Y(jié)以上文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn),針對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程的研究目前多為制動(dòng)盤(pán)的單次制動(dòng)工況,然而,制動(dòng)盤(pán)在實(shí)際服役期間多次制動(dòng)的情況頻繁發(fā)生,且前一次制動(dòng)會(huì)對(duì)后一次產(chǎn)生影響。

本文針對(duì)制動(dòng)盤(pán)多次制動(dòng)作用下熱-力耦合規(guī)律進(jìn)行研究。利用有限元仿真軟件,建立了多次制動(dòng)作用下制動(dòng)盤(pán)熱-力耦合有限元仿真模型,得到了多次制動(dòng)過(guò)程中溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的變化云圖。通過(guò)對(duì)多次制動(dòng)溫度和應(yīng)力變化規(guī)律的分析,得到了前一次殘余溫度對(duì)后一次制動(dòng)的影響機(jī)制。

1 多次制動(dòng)仿真模型建立

1.1 城軌列車(chē)多次制動(dòng)工況

本文以某列車(chē)的運(yùn)行工況為例,對(duì)制動(dòng)盤(pán)多次制動(dòng)工況進(jìn)行討論。由文獻(xiàn)[10]可知,列車(chē)進(jìn)站后停留的時(shí)間為30 s,隨后列車(chē)開(kāi)始啟動(dòng),列車(chē)的啟動(dòng)時(shí)間為35 s。在下一站進(jìn)站前開(kāi)始制動(dòng),假設(shè)列車(chē)制動(dòng)完全依靠盤(pán)式制動(dòng)器,制動(dòng)時(shí)的減速度為1.06 m/s2,則列車(chē)的制動(dòng)時(shí)間為21 s[11],此時(shí)制動(dòng)盤(pán)處于制動(dòng)狀態(tài),列車(chē)在站內(nèi)停留和行駛過(guò)程中制動(dòng)盤(pán)都此處于冷卻狀態(tài),制動(dòng)盤(pán)處于冷卻狀態(tài)的最短時(shí)長(zhǎng)為120 s[10]。列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中制動(dòng)盤(pán)的工作狀態(tài)見(jiàn)表1。為研究多次制動(dòng)作用下制動(dòng)盤(pán)熱-力耦合規(guī)律,做出如下假設(shè)工況:

表1 列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中制動(dòng)盤(pán)工作狀態(tài)

(1)制動(dòng)盤(pán)每次制動(dòng)時(shí)間相同,為21 s。

(2)相鄰兩次制動(dòng)的冷卻時(shí)間相同,為120 s。

(3)制動(dòng)盤(pán)進(jìn)行連續(xù)5次制動(dòng)。

1.2 有限元仿真模型建立

本文建立多次制動(dòng)作用下制動(dòng)盤(pán)熱-力耦合有限元仿真模型,做出如下假設(shè):

(1)在同一圓周方向上,制動(dòng)盤(pán)與閘片摩擦面的壓力處處相等。

(2)忽略在緊急制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)盤(pán)與閘片的磨損,認(rèn)為制動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,并且按照一定的熱流比例分配到制動(dòng)盤(pán)與閘片上面,同時(shí)忽略熱輻射散發(fā)的熱量。

(3)制動(dòng)速度由初始值線性減小到0。

(4)制動(dòng)過(guò)程中環(huán)境溫度為20℃保持不變。

(5)制動(dòng)盤(pán)簡(jiǎn)化為各向同性材料。

制動(dòng)盤(pán)外徑R=320 mm,內(nèi)徑r=150 mm;制動(dòng)盤(pán)為帶有散熱筋結(jié)構(gòu),散熱筋尺寸為105 mm×20 mm×30 mm。兩摩擦面關(guān)于中間面對(duì)稱(chēng),為方便計(jì)算取制動(dòng)盤(pán)厚度的一半進(jìn)行分析,建立制動(dòng)盤(pán)/閘片有限元模型見(jiàn)圖1。在定義約束過(guò)程中,約束制動(dòng)盤(pán)x、y、z方向的移動(dòng)副和繞x、y軸的旋轉(zhuǎn)副,只保留繞z軸的旋轉(zhuǎn)副;約束閘片x、y方向的移動(dòng)副和繞x、y、z方向的旋轉(zhuǎn)副,只保留沿z方向的移動(dòng)副,同時(shí)在閘片表面施加20 000 N的制動(dòng)壓力。制動(dòng)初始速度為80 km/h,初始溫度為20 ℃,摩擦半徑為275 mm,仿真制動(dòng)時(shí)間為21 s,冷卻時(shí)間為120 s,循環(huán)5次,總時(shí)間為705 s。

圖1 制動(dòng)盤(pán)/閘片有限元模型

制動(dòng)閘片的材料為銅基粉末冶金,材料屬性如下:密度為5 500 kg/m3;熱導(dǎo)率為30 W/(m·℃);比熱容為550 J/(kg·℃);線彈性模量為5.2×109Pa; 線性膨脹為1.5×10-5℃-1; 泊松比為0.3;制動(dòng)盤(pán)的材料采用Q345B,制動(dòng)盤(pán)材料變化參數(shù)見(jiàn)表2;制動(dòng)界面摩擦系數(shù)見(jiàn)表3。

表2 制動(dòng)盤(pán)材料變化參數(shù)

表3 制動(dòng)盤(pán)與閘片摩擦界面摩擦系數(shù)變化

1.3 熱傳導(dǎo)

制動(dòng)盤(pán)三維瞬態(tài)熱有限元分析中熱傳導(dǎo)方程為[12]:

(1)

式中:ρ為材料密度;cT為材料比熱容;kx、ky、kz為節(jié)點(diǎn)沿x,y,z三個(gè)方向的導(dǎo)熱率;Q為研究對(duì)象的自身熱源強(qiáng)度。

1.4 對(duì)流換熱

制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)盤(pán)的換熱過(guò)程以對(duì)流換熱為主,則對(duì)流換熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為[13]:

(2)

Re=ωρa(bǔ)D2/(2ua)

(3)

式中:ka為空氣的導(dǎo)熱系數(shù);D為制動(dòng)盤(pán)的外直徑;Re為空氣的雷諾數(shù);ρa(bǔ)為空氣的密度;ua空氣的動(dòng)力黏度;ω為制動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)速。

2 熱-力耦合有限元仿真結(jié)果分析

2.1 多次制動(dòng)過(guò)程中溫度變化分析

制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)熱散熱機(jī)制十分復(fù)雜。下文對(duì)第1次制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)盤(pán)的溫度變化進(jìn)行分析。第1次制動(dòng)不同時(shí)刻溫度云圖見(jiàn)圖2。從圖2可以看出,摩擦區(qū)域溫度在制動(dòng)盤(pán)表面呈環(huán)形分布,定義此處為環(huán)狀高溫區(qū)。制動(dòng)1 s時(shí)靠近制動(dòng)盤(pán)摩擦外徑的溫度達(dá)到42.16 ℃。當(dāng)制動(dòng)時(shí)間為15 s時(shí),最高溫度升高到298.00 ℃,制動(dòng)結(jié)束時(shí)最高溫度下降到226.90 ℃。制動(dòng)盤(pán)最高溫度呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢(shì),這主要是由于沿制動(dòng)盤(pán)徑向摩擦中心處,制動(dòng)盤(pán)與閘片持續(xù)摩擦,熱量不斷堆積,使得摩擦區(qū)域的溫度不斷增加。由于熱傳導(dǎo)的作用,摩擦產(chǎn)生的熱量可以向非摩擦區(qū)域傳遞,沿徑向靠近摩擦邊緣區(qū)域的溫度上升遠(yuǎn)小于中心區(qū)域,造成環(huán)狀高溫區(qū)域?qū)挾缺戎苿?dòng)開(kāi)始時(shí)變窄。冷卻結(jié)束后,制動(dòng)盤(pán)徑向方向上依然存在高低溫度差。在制動(dòng)盤(pán)上存在溫度相對(duì)較高區(qū)域,此處為制動(dòng)盤(pán)與閘片接觸區(qū)域,由于閘片的存在使周?chē)諝鉁囟容^高,減弱了制動(dòng)盤(pán)與空氣的對(duì)流換熱,使此處溫度下降慢。由圖2(d)可知,制動(dòng)盤(pán)前次制動(dòng)尚未冷卻到常溫時(shí)即開(kāi)始執(zhí)行第2次制動(dòng)。

圖2 第1次制動(dòng)不同時(shí)刻溫度云圖

制動(dòng)盤(pán)制動(dòng)5 s后的溫度云圖見(jiàn)圖3。從圖3可以看出,制動(dòng)盤(pán)的溫度隨著制動(dòng)次數(shù)的增加逐漸增高,制動(dòng)表面環(huán)狀高溫區(qū)域與低溫區(qū)分界線越來(lái)越明顯,最高溫度逐漸升高。同時(shí)制動(dòng)盤(pán)的最低溫度也逐漸升高,由第1次制動(dòng)的20.00 ℃升高到第5次制動(dòng)38.17 ℃,這種現(xiàn)象主要是制動(dòng)盤(pán)上殘余溫度所致。殘余溫度使制動(dòng)盤(pán)的初始溫度升高,制動(dòng)過(guò)程的最高溫度就會(huì)相應(yīng)提高。相鄰兩次制動(dòng)的殘余溫度上升幅度很小,就會(huì)造成后期制動(dòng)最高溫度上升幅度小。

(a)第1次

制動(dòng)盤(pán)表面溫度沿徑向呈現(xiàn)低溫-高溫-低溫的趨勢(shì)。為深入研究多次制動(dòng)溫度變化規(guī)律,分別在沿徑向的高溫和低溫區(qū)選擇典型節(jié)點(diǎn)提取溫度數(shù)據(jù),繪制溫度變化曲線,見(jiàn)圖4。制動(dòng)盤(pán)半徑246.08 mm處升高到最大值,此時(shí)制動(dòng)盤(pán)與閘片摩擦產(chǎn)生的熱量與制動(dòng)盤(pán)向外界散發(fā)的熱量相同。隨后制動(dòng)盤(pán)產(chǎn)熱量小于散熱量,則制動(dòng)盤(pán)表面溫度開(kāi)始降低。當(dāng)時(shí)間為21 s制動(dòng)結(jié)束時(shí),盤(pán)式制動(dòng)器進(jìn)行冷卻,制動(dòng)盤(pán)與閘片分離,此時(shí)制動(dòng)盤(pán)不產(chǎn)熱只散熱。當(dāng)溫度降到100 ℃以下時(shí),制動(dòng)盤(pán)對(duì)流換熱系數(shù)減小,溫度下降緩慢。在時(shí)間為141 s時(shí)第2次制動(dòng)開(kāi)始,此時(shí)制動(dòng)盤(pán)尚未冷卻到室溫,制動(dòng)盤(pán)存在熱量累積,使得第2次制動(dòng)的最高溫度大于第1次制動(dòng)的最高溫度。隨著制動(dòng)次數(shù)的增加,相鄰兩次制動(dòng)時(shí)的最高溫度差值越來(lái)越小,前一次制動(dòng)對(duì)后一次制動(dòng)的影響越來(lái)越弱,制動(dòng)盤(pán)的最高溫度逐漸趨向390 ℃。在制動(dòng)盤(pán)半徑171.26 mm和299.13 mm處為非摩擦區(qū)域,不存在摩擦生熱的現(xiàn)象,則非接觸區(qū)域的熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式獲得。當(dāng)摩擦區(qū)域溫度較高時(shí),非摩擦區(qū)域溫度升高得快;當(dāng)高溫區(qū)溫度下降緩慢,則向外傳遞的熱量也有所減少,此時(shí)非摩擦區(qū)域的溫度上升得慢。由于制動(dòng)盤(pán)半徑171.26 mm和299.13 mm處與高溫處的距離不同,所以溫度上升的趨勢(shì)也有所差異。

圖4 不同半徑處溫度曲線

2.2 多次制動(dòng)過(guò)程中應(yīng)力變化分析

當(dāng)物體溫度改變時(shí),由于外在約束和物體內(nèi)部之間相互約束,使其不能完全自由脹縮而產(chǎn)生的應(yīng)力叫做熱應(yīng)力。制動(dòng)盤(pán)表面溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力云圖見(jiàn)圖5。從圖5可以看出,由溫度產(chǎn)生的應(yīng)力在摩擦區(qū)域也在制動(dòng)盤(pán)上呈現(xiàn)環(huán)狀。對(duì)比圖2可以發(fā)現(xiàn),溫度高的位置應(yīng)力大。制動(dòng)盤(pán)存在散熱筋,散熱筋有減小制動(dòng)盤(pán)內(nèi)應(yīng)力的作用,最大應(yīng)力發(fā)生在沒(méi)有散熱筋支撐部分,沿圓周方向呈點(diǎn)狀均勻分布。隨著制動(dòng)的進(jìn)行,制動(dòng)盤(pán)溫度升高,熱應(yīng)力增大;隨著制動(dòng)時(shí)間的增加,制動(dòng)盤(pán)的最大應(yīng)力逐漸往半徑的中心區(qū)域移動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)盤(pán)冷卻一段時(shí)間后,應(yīng)力分布發(fā)生明顯變化,最大應(yīng)力發(fā)生在制動(dòng)盤(pán)半徑最小部分,沿著半徑方向大致呈現(xiàn)由高到低的分布,外徑處應(yīng)力最小。這是由于制動(dòng)盤(pán)的內(nèi)徑與車(chē)軸連接,在連接處阻礙了制動(dòng)盤(pán)的熱脹冷縮,導(dǎo)致其應(yīng)力增大。

(a) 制動(dòng)1 s

在前次制動(dòng)完成后,制動(dòng)盤(pán)還存在著殘余熱應(yīng)力便開(kāi)始下次制動(dòng),盤(pán)中殘余熱應(yīng)力將會(huì)對(duì)下次制動(dòng)產(chǎn)生影響(圖6)。對(duì)比第1次和第2次制動(dòng)5 s后的云圖可以發(fā)現(xiàn),由于制動(dòng)盤(pán)上的溫度和殘余應(yīng)力的影響,盤(pán)表面的應(yīng)力逐漸增大。隨著制動(dòng)次數(shù)的增加,最大應(yīng)力區(qū)寬度相比第一次制動(dòng)時(shí)變窄。制動(dòng)盤(pán)徑向靠近中心的區(qū)域由于與車(chē)軸固定,此處的應(yīng)力隨著制動(dòng)次數(shù)增多而加大,制動(dòng)盤(pán)內(nèi)徑處產(chǎn)生的應(yīng)力最大值為83.44 MPa。

(a)第1次

為研究應(yīng)力隨時(shí)間的變化規(guī)律,沿徑向方向在最大應(yīng)力區(qū)及其兩側(cè)分別取一個(gè)點(diǎn),提取應(yīng)力數(shù)據(jù),繪制應(yīng)力隨時(shí)間的變化曲線,見(jiàn)圖7。制動(dòng)盤(pán)的應(yīng)力與溫度相關(guān),分析時(shí)參考圖4。半徑在246.08 mm處為制動(dòng)盤(pán)的摩擦區(qū)域,制動(dòng)開(kāi)始時(shí)由于制動(dòng)盤(pán)表面的溫度迅速升高,制動(dòng)盤(pán)的熱應(yīng)力迅速增大。當(dāng)制動(dòng)盤(pán)的溫度到達(dá)最大值時(shí),制動(dòng)盤(pán)的熱應(yīng)力同時(shí)達(dá)到最大值,為231.26 MPa。隨著制動(dòng)次數(shù)的增加,最大應(yīng)力也逐漸增加,但相鄰兩次制動(dòng)的最大溫度差值越來(lái)越小,導(dǎo)致相鄰兩次制動(dòng)的最大應(yīng)力差值越來(lái)越小,逐漸趨向300 MPa。溫度降低,應(yīng)力隨之減小;制動(dòng)盤(pán)應(yīng)力變化趨勢(shì)與溫度變化趨勢(shì)相同。半徑為298.75 mm處在單次制動(dòng)中,應(yīng)力先快速上升然后再急速下降,最后穩(wěn)定在某一數(shù)值。而半徑為171.90 mm處,隨著摩擦區(qū)域的應(yīng)力增大而增大,在最大應(yīng)力下降后,此處的應(yīng)力下降非常緩慢。這主要因?yàn)樵诎霃?98.75 mm處,溫度是制動(dòng)盤(pán)應(yīng)力的主要影響因素,而半徑171.90 mm處除了溫度影響制動(dòng)盤(pán)的應(yīng)力,制動(dòng)盤(pán)與軸的固定連接也在阻止盤(pán)體的熱脹冷縮,因此此處的應(yīng)力較大。

圖7 多次制動(dòng)應(yīng)力曲線

2.3 散熱筋的溫度和應(yīng)力變化分析

為研究制動(dòng)盤(pán)散熱筋的溫度、應(yīng)力情況,在散熱筋上均勻選取6個(gè)點(diǎn),觀察溫度和應(yīng)力變化情況,見(jiàn)圖8。

圖8 散熱筋分析點(diǎn)

散熱筋不同位置的溫度變化情況見(jiàn)圖9。從圖9可以看出,點(diǎn)3位置的溫度最高,沿制動(dòng)盤(pán)徑向向兩側(cè)溫度逐漸降低。造成這種現(xiàn)象的原因是點(diǎn)3靠近制動(dòng)盤(pán)的高溫帶,傳導(dǎo)到此處的熱量較多,溫度較高。散熱筋各點(diǎn)的溫度每次制動(dòng)時(shí)都不相同,隨著制動(dòng)次數(shù)的增加,制動(dòng)盤(pán)散熱筋的溫度逐漸升高。在制動(dòng)盤(pán)處于冷卻狀態(tài)時(shí),由于冷卻時(shí)間較短,制動(dòng)盤(pán)并不能完全冷卻,造成每次制動(dòng)時(shí)制動(dòng)盤(pán)的初始溫度升高,制動(dòng)盤(pán)的整體溫度也隨之上升,散熱筋的溫度也會(huì)相應(yīng)升高。

圖9 散熱筋不同位置溫度變化情況

散熱筋不同位置應(yīng)力變化情況見(jiàn)圖10。從圖10可以看出點(diǎn)3為應(yīng)力最大的點(diǎn),沿制動(dòng)盤(pán)徑向向兩側(cè)散熱筋的應(yīng)力逐漸減小。這主要由于點(diǎn)3靠近制動(dòng)盤(pán)的溫度和應(yīng)力最大值的點(diǎn),受制動(dòng)盤(pán)溫度和應(yīng)力的影響,點(diǎn)3為應(yīng)力最大點(diǎn)。每次制動(dòng)時(shí)散熱筋各點(diǎn)的應(yīng)力不同,隨著制動(dòng)次數(shù)的增加,散熱筋的應(yīng)力逐漸增大。溫度是產(chǎn)生應(yīng)力的主要原因,當(dāng)溫度增加時(shí),散熱筋的應(yīng)力增大。由圖9可知,每次制動(dòng)散熱筋的溫度逐漸升高,應(yīng)力也隨著增大。點(diǎn)6在每次冷卻后的應(yīng)力值大于點(diǎn)5,其原因是點(diǎn)6靠近制動(dòng)盤(pán)與車(chē)軸連接部位,受連接影響此點(diǎn)應(yīng)力大于點(diǎn)5。

圖10 散熱筋不同位置應(yīng)力變化情況

3 結(jié)論

本文根據(jù)列車(chē)的運(yùn)行工況,建立了多次制動(dòng)作用下制動(dòng)盤(pán)的熱-力耦合有限元仿真模型,得到了制動(dòng)盤(pán)溫度、應(yīng)力沿徑向和隨時(shí)間變化的規(guī)律。分析了在多次制動(dòng)過(guò)程中前次制動(dòng)產(chǎn)生的殘余溫度、殘余應(yīng)力等對(duì)后續(xù)制動(dòng)的影響。具體結(jié)論如下:

(1)制動(dòng)盤(pán)的溫度在單次制動(dòng)過(guò)程中呈現(xiàn)環(huán)狀分布,沿徑向方向呈先升高后降低的趨勢(shì),最高溫度區(qū)域發(fā)生在沿半徑方向的中間區(qū)域。隨制動(dòng)次數(shù)的增加最高溫度也逐漸升高,最后趨向390 ℃。

(2)制動(dòng)盤(pán)的應(yīng)力在單次制動(dòng)過(guò)程中同樣呈現(xiàn)環(huán)狀分布,沿徑向呈現(xiàn)先增大再降低的趨勢(shì),最大應(yīng)力發(fā)生在沿半徑方向的中間區(qū)域。由于散熱筋的存在,最大應(yīng)力沿圓周方向呈現(xiàn)點(diǎn)狀分布。隨制動(dòng)次數(shù)的增加最大應(yīng)力也逐漸增大,最后趨向300 MPa。

(3)多次制動(dòng)過(guò)程中前次制動(dòng)殘余溫度主要影響制動(dòng)盤(pán)溫度大小,對(duì)溫度分布規(guī)律沒(méi)有明顯影響;前次制動(dòng)的殘余溫度和殘余應(yīng)力不僅使后次制動(dòng)的應(yīng)力變大,還使得靠近制動(dòng)盤(pán)內(nèi)徑處應(yīng)力不斷提高。

(4)制動(dòng)盤(pán)散熱筋的溫度和應(yīng)力隨制動(dòng)次數(shù)的增加而升高,應(yīng)力隨制動(dòng)次數(shù)的增加而增大,散熱筋靠近制動(dòng)盤(pán)高溫帶的部分會(huì)產(chǎn)生高溫和高應(yīng)力。