缩比试验作为研究制动摩擦材料的重要手段,具有比1:1制动试验成本低、周期短等优点。高速列车制动闸片的形式和排布种类较多,导致缩比摩擦副设计困难,并且现有的设计把摩擦系数作为评价缩比模型与1:1模型相似程度的唯一指标,缺乏对造成制动盘热疲劳的温度变化规律的对比分析。因此,探讨缩比闸片的结构设计,开展缩比制动模型与1:1制动模型的偏差分析研究具有实际意义。本文针对高速列车制动摩擦副,依据相似原理,确定摩擦半径、摩擦面数、摩擦面积和制动盘热容量四个缩比关键参量,设计了两种缩比模型。运用ABAQUS有限元软件对现有TM-I缩比试验台的模型、设计的缩比模型以及1:1模型进行有限元建模,对比分析不同制动工况下四种模型的温度分布、径向温度变化以及最高温度大小,计算不同缩比制动模型的温比系数,探讨缩比制动模型与1:1制动模型的相似程度,并在TM-I缩比试验台进行制动试验,研究制动工况对制动盘温度的影响规律,结果表明:(1)按照TM-I缩比试验台建立的制动模型M1的径向温度分布曲线为抛物线形状,1:1制动模型M4的径向温度分布曲线呈双峰状。不同制动速度下M4与M1最高温度比最大为2.25,即M4的最高温度是M1的2.25倍,这表明M1和M4的相似程度较差。M1和M4最高温度时刻的径向温度曲线与接触弧长分布是一致的,接触弧长与热流密度成正比,决定了热流输入的大小,接触弧长的大小就反映了温度的高低,两者摩擦块的排布差别导致接触弧长不同,这种本质上的差异造成了 M1和M4温度分布和大小的差别。(2)基于M1和M4的温度分布与接触弧长的关系,按照1:1模型任一盘半径处接触弧长所占其圆周长的比例,结合缩比原理,设计缩比闸片结构,建立了基于TM-I缩比试验台安装尺寸的缩比模型M2和完全按照缩比理论的模型M3。通过数值模拟发现,模型M2和M3的径向温度分布与模型M4的径向温度分布一致性好,不同制动速度下模型M4与M2最高温度比在1.02～1.19范围,M4与M3最高温度比在1.12～1.26范围,M2的最高温度比M3更接近M4这与制动盘的结构尤其是厚度有关。这表明模型M2和M3和模型M4的相似度较好,能够反映1:1制动模型的温度变化规律。(3)不同制动压力下,制动盘温度分布的试验结果表明,随制动压力的增大,制动过程中的最高温度升高。在低速时,制动压力对温度大小及其分布的影响较小,盘面温度较均匀,温度沿径向曲线呈扁平状;在高速时,制动压力越大,径向温度梯度变大,径向温度曲线呈抛物线形状,在盘半径115～145mm范围形成了高温区。(4)不同制动速度下,制动盘温度分布的试验结果表明,随制动初速度的增加,制动过程中的最高温度升高,盘面高温区向摩擦半径处集中,温度梯度加大。