ANSYS Wokbench车轮热容量分析方法

踏面摩擦制动是地铁车辆的主要制动方式之一，对于踏面制动而言，过大的制动功率会导致摩擦副的损伤，这些损伤主要包括闸瓦熔化（铸铁闸瓦），粘结剂分解炭化（合成闸瓦），磨耗加剧。车轮踏面出现热斑、裂纹和剥离等，所以踏面制动存在着踏面受热极限，即车轮的热容量。
对ANSYS Wokbench的车轮热容量的分析，过去已有大量研究，而过去研究的大多是一次紧急制动情况下ANSYS Wokbench的车轮踏面的温度场分布情况。而由于地铁车辆具有运行速度高、站间距离短、启动制动频繁的特点，从上一次制动结束到下一次制动开始，车轮踏面的热量来不及完全散失在空气中，即在频繁的启动制动过程中，车轮踏面的热量将进行累积，而一次紧急制动仿真分析很难真实模拟地铁车辆在整个运营过程中温度场的分布情况。为此，本文采用ANSYS Workbench软件，分析了某地铁车辆在一个往返运行过程中车轮的热容量情况，并根据仿真计算结果，对车轮踏面的温度场分布情况进行了分析。
通过对某地铁车辆在一个往返过程中热量的分析可以看出，地铁在频繁启动制动过程中造成热量积聚，从而导致车轮温度升高，车辆运行至6457.7s时，车轮最高温度达到446.88℃，并给出最高温度时刻车轮的温度场分布，分析结果对列车安全运行具有重要的指导作用，并为车轮设计以及进一步研究提供依据。