ABAQUS 200km/h列车制动盘结构强度分析(2)
动的。但随着我国铁路的提速，闸瓦制动已无法满足时速200 公里以上列车的制动要求，
而盘型制动作为一种新的制动方式成为高速列车制动的必然选择。盘型制动结构紧凑、 耐
磨性好、噪音低、制动效率高、能够承受巨大制动能量，可以大大减轻车轮踏面的热负荷
和机械磨耗，是今后列车制动技术的重要发展方向，也是当今高速列车普遍采用的制动方
式。列车制动盘的性能直接关系到列车的行车安全，盘形制动在制动过程中由于摩擦会产
生的热量，导致制动盘表面温度上升从而产生热应力[1]
；由于二者的接触又会对制动盘造
成一定的磨损；再加上列车制动盘存在的裂纹[2]
、内部残余应力[3]
等自身的缺陷，使得研
究列车制动盘的结构强度十分必要。
自从 1852 年世界上第一条铁路建成并通车开始,铁路逐渐成为了交通运输中的重要
运输方式之一。快速、可靠、舒适、经济和环保是铁路在与其它运输方式竞争中取胜的先
决条件。许多国家正在通过新建或改建原有铁路线路,发展高速铁路。我国也加快了高速
铁路的建设步伐。根握国际上铁路运输允许运行的最高时速列车划分:普通列车：最高运
行速度100-160km/h；准高速列车：最高运行速度 160-200km/h；高速列车:最高运行速度
200-400km/h；超高速列车：最高运行速度 400km/h 小以上。高速列车是在与公路和航空
运输的竞争中发展壮大的,多年的运营经验表明,高速铁路与高速公路和航空运输相比,具
有独特的优越性:
1）具有最快的运达时间；
2）运输能力大、能源消耗低；
3）安全可靠、正点率高、舒适性好；
4）环境污染小、生态保护好、占地面积少；
5）巨大的经济和社会效益。
正是随着高速列车的飞速发展，对列车制动效能的要求也在不断的提高，传统的闸瓦
制动已很难满足高速、重载列车的制动要求。相比之下盘形制动由于具有许多优势，正逐
渐成为现代高速列车制动的发展趋势。
首先，随着列车速度的提高，闸瓦制动方式已难以满足列车制动性能的要求，盘形制
动以其特有的性能成为主要的摩擦制动方式。与闸瓦制动相比，盘形制动的主要特点是：
停车制动时动能转移能力大，摩擦性能好，摩擦系数平稳，几乎不随列车速度变化，制动平稳。由于大部分制动功率由盘形制动机构承担，减少了踏面制动的热负荷，增加了轮轨
寿命。此外，盘形制动机构简单、安全、可靠，在国外高速列车的动力分散式和动力集中
式的高速动车组上都取得了广泛的应用。
其次， 闸瓦制动装置与车轮踏面修整有关的一大缺点是， 在轮轨界面产生的噪声。 “不
良”的车轮表面使得车辆产生的噪声更大，尤其是高速车辆。相比之下，盘型制动则可以
大大减轻车轮踏面的热负荷和机械磨耗；同时还可以按制动要求选择最佳“摩擦副” （采
用闸瓦制动时，作为“摩擦副”一方的车轮的构造和材质不能根据制动的要求来选择） ，
设计成带散热筋的，旋转时它具有半强迫通风的作用，以改善散热性能，为采用摩擦性能
较好的合成材料闸片创造了有利的条件，因而适宜于高速列车；而且制动平稳，几乎没有
噪声。
铁路上采用盘型制动已经有70 多年的历史了。起初主要在欧洲动车组上用，后来随
着高速列车的发展，盘型制动也得到了相应的发展。闸瓦制动的散热能力在列车运行速度
达到 160km/h 以上时就不行了。与闸瓦制动相比，盘型制动更适合于高速列车，这也是