介绍了国内城轨车辆上应用的液压制动夹钳现状,以及应用中存在的问题。针对城轨车辆上应用的液压制动夹钳,设计了一种用于弹簧被动式液压制动夹钳的新型弹簧动力单元装置。通过对弹簧动力单元的功能需求分析,设计出了对应的执行机构,该机构具有输出力功能、常用和辅助液压缓解输出力功能、机械缓解输出力功能以及自动补偿闸片磨耗量功能。阐述了新型弹簧动力单元装置的结构和工作原理,并针对新型弹簧动力单元进行了性能参数的计算和样机试验。试验结果表明,新型弹簧动力单元的功能和技术参数满足设计要求。

基于轨道车辆轻量化的发展需求,制动系统部件采取更高强度材料替代原有材料成为新的研究方向,但高强度铸造件自身带来的铸造缺陷等问题需要通过修补性方式做处理。文中以机车车辆用E级钢材料的液压制动夹钳部件作为载体,通过对焊补后的夹钳托架进行理论和试验分析,来论证焊补对E级钢铸造件的强度影响,为后续E级钢作为关键承载铸造件的应用提供了一定的参考依据。

为解决2种典型液压制动钳体的疲劳断裂问题,借助扫描电镜对裂纹类型及裂纹产生的起始位置进行了分析,通过有限元方法证明了疲劳破坏区域存在的设计缺陷,结合钳体断裂位置的实际加工尺寸,提出结构改进方法并通过了试验验证,为类似产品的设计提供了参考。阐述了在没有材料疲劳数据的情况下,计算疲劳利用系数的方法及钳体疲劳试验工况设置的依据。分析了网格尺寸、载荷形式、连接方式的差异对有限元计算结果的影响,证明了简化建模方法的有效性,可用于结构中非接触部位的受力分析。