为了满足交通运输行业的发展,在省时高效方面列车运行速度在不断提高,运行速度的提升使得列车制动时所消耗的能量也随之增加,这也就是制动盘温度急剧升高的主要原因,高温最终可能会导致制动盘失效。在制动过程中,制动盘热能分布受很多因素的影响,为了提高制动性能、延长盘寿命和研制新型制动闸片等方面,研究制动盘温度场的分布是非常必要的。本文按照高速列车实心盘式制动器和制动闸片的实际使用尺寸,应用CFD(Computational Fluid Dynamics)计算流体动力学软件,建立应用流场模型,对列车的制动过程进行了模拟,将热流密度近似成盘与闸片的摩擦过程,转化为瞬态的共轭传热模型,采用流体传热、固体传热相互耦合的方式,分析了制动过程中制动盘温度场等参数受初速度、制动压力、风速以及闸片形状的影响程度,并在1:1试验台试验,分析制动盘冷却性能受转速和风速的影响。得出如下结论:(1)当列车开始制动时,制动盘表面温度急剧升高,平均热流密度急剧升高,当时间增加,制动盘转速变慢,由于获得的热流强度逐渐变弱,平均热流密度、温度升高的幅度也随之降低,当列车制动停止时趋于平稳,平均对流换热系数与速度成正比例关系,随之减小。(2)制动初速度决定着制动盘的温度,制动盘的温度随初速度的增高而增大,平均热流密度也随之越来越高,结果表现平均对流换热系数受制动初速度影响不大。(3)制动盘温度场也受制动的初始压力的影响,随着制动压力的增大,制动盘的温度、平均热流密度都会增高,但是影响程度均不大,经过分析发现制动压力对制动盘的平均对流换热系数影响不大。(4)制动盘温度也受到列车制动时的风速的影响,随着风速越大,平均热流密度、平均换热系数也越大,结果表明平均换热系数受到风速影响。(5)摩擦面积相同的闸片的不同形状对列车制动盘温度影响不大,但是对平均热流密度和平均对流换热系数均有一定影响,圆形闸片的热流密度和平均对流换热系数小于六边形闸片小于三角形闸片,因此制动性能最好三角形闸片。(6)在台架试验对制动盘风冷的过程中,制动盘的转速和风速都对冷却效果有一定的影响,制动盘的转速和风速都为100km/h的时候,冷却所需时间最短,当冷却的风速为50km/h盘的转速为100km/h,整个制动盘的温差最小,冷却效果最好,对盘的损伤最小。