盤式制動尖叫噪聲及制動片界面修飾降噪研究.pdf

1、近年來，盤式制動器因其優(yōu)越的綜合性能而被廣泛應(yīng)用于交通運輸、工業(yè)制造、風(fēng)電核電、礦場油田等諸多領(lǐng)域的制動環(huán)節(jié)。特別是隨著汽車、高鐵等現(xiàn)代交通工具的飛速發(fā)展，在其制動過程中所產(chǎn)生的尖叫噪聲問題日益突出，加之人們對交通工具乘坐環(huán)境舒適性要求的不斷提升，制動尖叫噪聲已成為車輛NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）中的一個突出問題而備受關(guān)注。然而，由于其隨機性強、機理復(fù)雜和多學(xué)科交叉等特點，制動尖叫噪聲一直是工程界和學(xué)術(shù)界懸而未決的難題。因此，開展制

2、動尖叫噪聲產(chǎn)生機制和影響因素的研究工作，并基于此進一步探索抑制制動尖叫噪聲的有效方法顯得尤為迫切且意義重大。
　　本研究基于自行研制的新型摩擦制動噪聲試驗平臺，以銅基粉末冶金制動片和鍛鋼制動盤作為摩擦副，在不同制動壓力和接觸狀態(tài)條件下進行摩擦噪聲對比試驗以研究其對尖叫噪聲特性、界面磨損特征和摩擦熱的影響。根據(jù)其結(jié)果分析進一步探究抑制尖叫噪聲的有效方法，對制動片開溝和倒角界面修飾后進行對比試驗，并利用有限元軟件ABAQUS對試驗進行

3、數(shù)值模擬仿真分析，研究不同界面修飾對摩擦系統(tǒng)不穩(wěn)定性的影響，同時從動力學(xué)角度分析倒角修飾后系統(tǒng)的不穩(wěn)定振動特性，深入探討其抑制尖叫噪聲的作用機理。主要結(jié)論如下:
　　1、隨著制動壓力的增大，摩擦系統(tǒng)不穩(wěn)定振動加劇，產(chǎn)生高強度尖叫噪聲的傾向增強。制動壓力對尖叫噪聲的主頻影響不大，但是會影響主頻所具有的能量，且較大的制動壓力會誘導(dǎo)系統(tǒng)產(chǎn)生多階諧波響應(yīng)，尖叫噪聲的頻率成分變得更加復(fù)雜。
　　2、制動片前端接觸時，摩擦系統(tǒng)產(chǎn)生劇烈的

4、不穩(wěn)定振動，尖叫噪聲的強度和頻率最高，且能量分布極不均勻;正常接觸時尖叫噪聲強度和頻率低于前端接觸，能量分布較均勻;而制動片后端接觸時，摩擦系統(tǒng)穩(wěn)定性良好，幾乎沒有產(chǎn)生尖叫噪聲。制動片界面接觸應(yīng)力集中區(qū)域從前端向后端轉(zhuǎn)移后，系統(tǒng)穩(wěn)定性和尖叫噪聲表現(xiàn)趨于更好。
　　3、在本試驗工況和參數(shù)條件下，不同角度的倒角修飾對抑制和改善尖叫噪聲有不同程度的效果，其中15°倒角修飾抑制和改善尖叫噪聲綜合效果最佳，而開溝修飾對抑制和改善尖叫噪聲沒有

5、明顯效果。制動片倒角修飾可以改變接觸應(yīng)力的分布狀況，并進一步影響摩擦尖叫噪聲表現(xiàn)。
　　4、利用ABAQUS對制動片界面修飾方案進行數(shù)值分析驗證，結(jié)果表明倒角修飾后系統(tǒng)產(chǎn)生不穩(wěn)定振動及尖叫噪聲的時間更加滯后，且系統(tǒng)產(chǎn)生不穩(wěn)定振動的傾向更弱。而開溝修飾后系統(tǒng)產(chǎn)生不穩(wěn)定振動的傾向更強，且振動可能更加劇烈。
　　5、基于制動片/盤滑動摩擦狀態(tài)建立一個三自由度數(shù)學(xué)模型，深入研究接觸傾角θ對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，接觸傾角θ越大，