制动盘是轨道车辆盘型制动装置的关键元件,针对高寒地区高速列车的前期调研表明,在冬季寒风冰雪天气运行的高速列车,制动盘的划伤情况极其严重,最终导致制动盘的使用寿命大大降低。因此本文采用表面滚压强化的方法,在制动盘表面制备强化层,以提高其抗磨粒磨损的能力。具体研究内容如下:根据表面滚压强化工艺机理,利用LS-DYNA软件,建立表面滚压强化有限元仿真模型。基于单一变量原则设计仿真分析方案,进行不同工艺参数,如滚压量、滚压速度、进给速度的滚压强化仿真计算。根据仿真结果,分析滚压工艺参数对制动盘表层残余应力的影响规律。利用Deform-3D软件构建形变层组织细化仿真模型,研究制动盘滚压强化过程中表层材料的晶粒细化演变过程。利用金刚石笔,设计车床用表面滚压强化刀具。根据制动盘材料的塑性设计滚压强化工艺参数,采用单因素实验,比较不同滚压工艺参数对制动盘表面粗糙度、显微硬度、表层残余应力的影响规律;利用扫描电镜观察滚压加工后的制动盘试件形变层组织,研究不同滚压参数对晶粒细化层的影响规律。结合实验和宏、微观仿真来分析结果。本文采用仿真分析与表面滚压实验相结合的方法,研究滚压工艺参数对制动盘的力学性能、表面形貌、微观组织等的影响规律,研究成果为利用滚压工艺提高制动盘表面摩擦学性能的工艺实践提供一定的理论支撑。