盤式制動器結(jié)合面的制動穩(wěn)定性及噪聲特性研究.pdf

1、振動與摩擦及噪聲現(xiàn)象廣泛存在于人們的日常生活中，其中旋轉(zhuǎn)運動一類的振動和摩擦現(xiàn)象更是與人們的生產(chǎn)生活息息相關。飛機、火車和汽車的制動系統(tǒng)、工件的切削加工、鉆孔加工、打磨加工、隧道旋轉(zhuǎn)掘進、電腦硬盤的文件讀取等，無一不是包含著振動摩擦現(xiàn)象的旋轉(zhuǎn)運動。機械系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)結(jié)合面的摩擦往往會引起結(jié)合面的振動甚至噪聲，振動與摩擦是一種相互耦合的關系。針對旋轉(zhuǎn)運動結(jié)合面的振動摩擦現(xiàn)象及噪聲特性的研究，將有助于加深對振動摩擦及噪聲特性本質(zhì)的了解與認識，同時

2、還能夠為解決振動及噪聲問題提供一定的理論依據(jù)。
　　為研究旋轉(zhuǎn)結(jié)合面的振動摩擦及噪聲特性，本文以日常生活中較為常見的汽車盤式制動器為研究對象，通過動力學建模、數(shù)值仿真、有限元復模態(tài)分析和振動噪聲實驗相結(jié)合的方法，探索了汽車在制動過程中的振動摩擦與噪聲的動力學特性。重點研究了系統(tǒng)各參數(shù)對制動穩(wěn)定性和制動尖叫噪聲的影響。本文的研究將從一定程度上為制動系統(tǒng)的設計、選材和優(yōu)化提供依據(jù)。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)

3、在查閱大量文獻的基礎上，總結(jié)了國內(nèi)外關于振動摩擦和制動噪聲現(xiàn)象的研究現(xiàn)狀以及存在的問題，同時闡述了制動系統(tǒng)的分類及特點，并進一步提出了本文的研究目的、背景及意義。
　　(2)建立了盤式制動器的六種不同自由度的動力學模型，通過對比選擇其中考慮旋轉(zhuǎn)的五自由度動力學模型為研究對象。采用數(shù)值仿真方法，重點探索了系統(tǒng)各參數(shù)如剛度、阻尼、制動轉(zhuǎn)速、制動壓力對制動穩(wěn)定性的影響。得到了制動盤和摩擦片在不同參數(shù)下的時間歷程及相軌跡，并分析了其中的制

4、動粘滑與振動現(xiàn)象。
　　(3)通過有限元復模態(tài)分析，得到了盤式制動器在不同系統(tǒng)參數(shù)下產(chǎn)生制動尖叫的不穩(wěn)定模態(tài)與固有頻率。通過制動工況分析，得到了制動壓力、減速度和制動時間，并以此為基礎，采用控制變量法分析了系統(tǒng)各參數(shù)如彈性模量、摩擦系數(shù)、轉(zhuǎn)速、制動壓力等因素對制動尖叫噪聲的影響情況，并提出了抑制制動尖叫噪聲的方法。
　　(4)在課題組老師和同學的共同努力下，搭建了制動系統(tǒng)振動噪聲測試實驗臺，并通過該實驗臺與B&K測試系統(tǒng)，研

5、究了制動系統(tǒng)在多種工況下的噪聲與振動情況，并著重分析了制動系統(tǒng)在X軸、Y軸、Z軸三個方向的振動幅值與制動工況的關系。
　　研究結(jié)果表明:在低速時，制動盤和摩擦片將產(chǎn)生較為明顯的粘滑現(xiàn)象，反映到位移與速度曲線中為存在明顯的顫振現(xiàn)象。減小系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時間，可以通過增大系統(tǒng)的阻尼和制動壓力以及減小剛度來實現(xiàn)。系統(tǒng)振幅的減小，可通過增大阻尼和減小制動壓力來實現(xiàn)?？赏ㄟ^增大摩擦片的剛度、減小制動盤的剛度，來降低制動尖叫噪聲發(fā)生的可