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高速动车组C/C-SiC复合材料制动盘渐进损伤分析
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作者 王文静 曾祥莉 +2 位作者 韩子轩 曲俊生 焦标强 《中国铁道科学》 北大核心 2026年第1期12-23,共12页
为进一步研究碳陶制动盘在高速服役工况下因热-机耦合载荷产生的损伤,以高速动车组轮装C/C-SiC复合材料制动盘为研究对象,在开展碳陶复合材料力学性能试验的基础上,建立碳陶制动盘热-机耦合仿真模型并进行试验验证,仿真研究不同制动工... 为进一步研究碳陶制动盘在高速服役工况下因热-机耦合载荷产生的损伤,以高速动车组轮装C/C-SiC复合材料制动盘为研究对象,在开展碳陶复合材料力学性能试验的基础上,建立碳陶制动盘热-机耦合仿真模型并进行试验验证,仿真研究不同制动工况下制动盘的热-机特性演化规律;结合Linde准则和Hashin准则,计算高速紧急制动工况下制动盘易损伤区域的损伤量并探究纤维排布方向对制动盘损伤的影响。结果表明:碳陶复合材料面内的拉伸强度约为层间的7.3倍,面内的剪切强度约为层间的2.0倍,碳陶复合材料面内的拉伸和剪切性能优于层间,面内的高强度和高模量可保障抗变形能力,层间压缩性能稳定能避免承压工况下的分层失效,为其作为制动盘材料的适用性提供了力学支撑;热-机耦合仿真表明,随着制动初速度和制动压力的增大,碳陶制动盘的温度场、应力场及变形量均呈单调递增趋势,最大应力集中于螺栓沉孔区域,且400 km·h^(-1)初速度紧急制动工况下的渐进损伤计算结果也进一步证实制动盘最大损伤同样聚集于螺栓沉孔处;纤维方向和结构夹角的变化对制动盘轴向损伤变量影响较小,其峰值波动范围为0.153~0.157。 展开更多
关键词 高速动车组 碳陶复合材料 轮装制动盘 热-机耦合仿真 渐进损伤分析 Linde准则 Hashin准则
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