高速列车紧急制动过程中,制动能量高,造成制动盘温度升高,甚至导致制动盘失效,因此研究制动盘温度分布及其影响参数,对分析制动盘寿命、改善工作条件和研制新型制动闸片具有重要意义。应用有限元软件ABAQUS,建立制动盘、制动块模型,采用热-机耦合方法,模拟转动速度对制动盘和制动块温度分布的影响,同时,模拟计算制动块几何尺寸如摩擦半径、高度以及形状与放置形式等对制动盘温度场的影响。得出如下结论:(1)随转速的提高,制动盘和制动块温度升高,高温区的分布由条带状向斑点状转变,原因在于随转速增加,摩擦副间的震动程度加剧,从而容易造成局部接触而形成局部高温。在单一圆柱制动块的情况下,从制动盘周向的温度分布上看,制动盘上的最高温度出现在制动块对应的摩擦区域内;随摩擦时间的变化,温度沿摩擦轨迹呈锯齿状波动。从制动盘径向的温度分布上看,随距盘中心距离增加,温度下降。从盘深度方向的温度分布上看,随深度增加,温度快速下降,在超过距摩擦表面3~6 mm后,温度变化不明显。(2)制动盘温度分布与制动块摩擦半径密切相关。随摩擦半径的增大,制动盘的平均温度升高,并且最高温度点与盘中心的距离增加。(3)制动块高度、形状改变,对制动盘温度无明显影响。(4)制动块的温度分布与转动速度、摩擦半径、制动块高度及几何形状有关。转动速度增加、摩擦半径增大、制动块高度减小均增加制动块温度,且制动块各点的温度分布趋于均匀。此外,三角形制动块的放置形式对温度分布也有一定影响。(5)通过对1:1制动盘的模拟计算表明,制动盘出现最高温度的时刻滞后于制动速度最大时刻,其制动闸片最高温度出现在摩擦半径最大处。