1、提速和重載是提高鐵路運輸能力的有效措施，并已成為鐵路貨車發(fā)展的趨勢。為適應我國鐵路跨越式發(fā)展的需要，我國鐵路的貨運速度將由目前的80km／h左右提高到120km／h，車輛的軸重將由2n提高到23t及25t，速度和載重的提高對車輛轉向架提出了更高的要求。 車輪是機車車輛中的重要走行部件，車輪的可靠與否關系到整個列車的安全。對于貨運列車來說，目前其制動方式仍然是踏面制動。隨著貨物列車的提速和軸重的增加，列車的動能也會急劇上升，故閘瓦

2、和車輪踏面的機械摩擦而產(chǎn)生的熱量也大大增加，車輪的熱負荷勢必進一步增大。高摩合成閘瓦是重載及提速貨車配套制動技術之一，由于合成閘瓦導熱性差，車輪在制動過程中要吸收更多的熱量，因而更易受到熱損傷。 本文首先分析了鐵道車輛踏面制動過程中傳熱與熱負荷研究的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，對鐵路重載貨車車輪的熱狀態(tài)、熱負荷和熱負荷故障進行了說明。接著闡述了求解貨車車輪熱負荷的基本原理和方法。介紹了熱傳導的偏微分方程、瞬態(tài)溫度場的數(shù)學模型和邊界條件確定的

3、原則以及用有限元法進行的數(shù)值求解。 其次，本文對進行熱分析所需要的邊界條件進行了計算，進而分別就23t和25t軸重貨車車輪在初速度為120km／h，緊急制動距離為¨OOm和1400m的制動工況和長大下坡道恒速制動工況下的溫度場以及熱應力場進行了模擬。為保證車輪在整個使用周期內的安全性，計算時，分別以新車輪和直徑為770mm的磨耗到限車輪的幾何尺寸作為計算基礎。計算了在熱負荷和機械負荷共同作用下的應力場分布，并對車輪強度進行了評定

4、。 模擬計算結果表明：1)在緊急制動過程中，踏面處的溫度始終最高，但并不持續(xù)增加。最大熱應力出現(xiàn)的位置由踏面逐漸向輪輞內部偏移。新車輪的靜強度滿足要求；磨耗到限車輪在緊急制動距離為11OOm時，靜強度不滿足要求，緊急制動距離增加到1400m后，靜強度滿足設計要求。新輪的疲勞強度滿足要求；磨耗到限車輪的疲勞強度均不再滿足要求。2)坡道恒速制動過程中，車輪最高溫度和最大熱應力持續(xù)增加。除25t磨耗到限車輪外，其它車輪靜強度均滿足要求