机械工程学报

作者：周素霞, 白小玉, 裴顶峰, 孙宇铎, 杨文澈

单位：1. 北京建筑大学机电与车辆工程学院 北京 100044;2. 北京建筑大学城市轨道交通车辆服役性能保障北京市重点实验室 北京 100044;3. 中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所 北京 100081

关键词：列车制动,踏面制动,盘式制动,金属镶嵌,试验分析；

基金：国家自然科学基金（51975038）、北京市自然科学基金（19L00001）和北京建筑大学基本科研业务费（X18246）资助项目。

列车制动过程中，无论是踏面制动还是盘式制动都存在金属镶嵌现象，造成车轮踏面与制动盘盘面损伤，从而对车辆运行带来安全隐患。为研究金属镶嵌的形成原因及行为，选取低摩擦因数合成闸瓦与车轮、粉末冶金闸片与制动盘两种摩擦副产生的金属镶嵌物，进行宏观与微观形貌观察、材料物理及力学性能试验和材质成分含量分析。采用有限元软件ABAQUS建立盘式制动方式的微尺度结构模型，研究硬质磨粒对制动盘表面的划擦磨损过程，以及不同初始制动速度对制动盘面的磨损情况。结果表明，闸瓦及闸片上存在的金属镶嵌物源于车轮和制动盘材料，不同车速下的制动过程对制动盘材料塑性应变与最大接触应力影响不大，但较高速度加剧了材料变形，使塑性功转变为大量热。且当摩擦副间具备冷焊条件时，外界硬质磨粒易熔融于闸瓦或闸片表面成为金属镶嵌物的起始点，受到挤压切削作用并不断长大，影响车轮踏面及制动盘的工作性能。

来源：2021年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

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