学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

鼓式制动器接触与摩擦不均匀及其影响的动态过程仿真

作　者: 申军烽
导　师: 管欣
学　校: 吉林大学
专　业: 车辆工程
关键词: 鼓式制动器多柔体模型动态仿真制动振动与噪声接触摩擦不均匀移频现象
分类号: U463.51~1
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
下　载: 692次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

鼓式制动器在制动过程中常见的制动异常现象有磨损不均匀现象;制动自锁现象;制动发啃、制动抖动等低频振动现象;以及制动制动尖叫等高频振动现象等。然而,国内外现有的理论方法、计算模型等尚不能给出明确的解释。针对制动异常现象,本文的学术初衷在于在国内外研究成果的基础上,对表征此类问题的建模方法进行探索。探索的重点与难点问题集中在凸轮驱动模型的实现;摩擦片的离散化与动、静摩擦力的分离计算方法相接合,实现柔性摩擦片与柔性制动鼓之间多点-面接触模型的建模。重点考察摩擦片与制动鼓在制动过程中的接触状况以及二者之间的摩擦状态分布、变化情况,以此解释制动过程中出现的制动异常现象。在此基础上,讨论分析鼓式制动器制动过程中的NVH问题及消声降噪的方法。针对导致制动器低频振动的时变性摩擦力矩的来源问题,研究发现摩擦片(尤其是领蹄摩擦片)与制动鼓的不同步接触现象以及制动鼓在制动过程中的类椭圆变形、变化现象是其主要因素。另外,研究发现摩擦片与制动鼓之间存在周向与轴向的滑磨现象。与此同时,摩擦片与制动鼓之间摩擦约束边界的时变性使得制动鼓的固有特性发生改变。在此基础上,提出制动尖叫噪声源于摩擦片(尤其是领蹄摩擦片)与制动鼓的滑磨振动所引发的二者共振的观点。最后,分析发现,制动器振动频率存在移频现象。改善摩擦片(尤其是领蹄摩擦片)与制动鼓的接触状况,降低摩擦片的压力分布、变化对相关影响因素的敏感性是消声降噪工作的重点。

全文目录

内容提要  4-8
第1章绪论  8-27
  1.1 课题的提出  8-10
  1.2 制动振动与噪声机理的研究状况  10-17
    1.2.1 制动振动与噪声的分类  11
    1.2.2 制动振动与噪声的机理及其模型  11-17
  1.3 制动振动与噪声的研究方法  17-22
    1.3.1 工程试验方法  17-18
    1.3.2 数值分析方法  18-22
    1.3.3 数值分析方法比较  22
  1.4 制动振动与噪声主要的研究问题  22-25
    1.4.1 接触问题  23-24
    1.4.2 消声降噪问题  24-25
    1.4.3 其他问题  25
  1.5 课题来源及研究内容  25-27
第2章鼓式制动器多柔体模型的建立  27-50
  2.1 引言  27
  2.2 鼓式制动器模型的理论基础及CAE 工具  27-34
    2.2.1 有限元模态综合方法  27-31
    2.2.2 多柔体系统动力学  31-32
    2.2.3 微分代数（DAE）方程求解  32-34
  2.3 鼓式制动器总成多柔体动力学模型  34-38
    2.3.1 鼓式制动器多柔性体模型整体概况  34-35
    2.3.2 车架及后桥系统模型  35-36
    2.3.3 制动器总成模型  36-37
    2.3.4 制动鼓模型  37-38
  2.4 接触模型  38-45
    2.4.1 碰撞接触模型（正压力的实现）  38-41
    2.4.2 摩擦接触模型（摩擦力的实现）  41-42
    2.4.3 摩擦片与制动鼓的接触模型  42-45
    2.4.4 凸轮驱动力模型  45
  2.5 鼓式制动器模型的仿真验证  45-48
    2.5.1 车辆制动过程的分析  46
    2.5.2 制动器模型的初步验证  46-48
  2.6 本章小结  48-50
第3章鼓式制动器低频振动噪声的仿真分析  50-76
  3.1 引言  50
  3.2 制动鼓角速度和角加速度在制动过程中的变化状况  50-54
    3.2.1 制动过程仿真的说明  50-52
    3.2.2 制动鼓响应信号在制动过程中的变化状况  52-54
  3.3 鼓式制动器低频振动的移频现象  54-64
    3.3.1 借助频谱分析考察低频振动的移频现象  55-59
    3.3.2 借助三维谱分析考察低频振动的移频现象  59-64
  3.4 摩擦片与制动鼓的不同步接触现象  64-71
    3.4.1 制动过程中摩擦片的压力分布及其变化状况  64-68
    3.4.2 制动过程中制动鼓的椭圆变形、变化状况  68-71
  3.5 鼓式制动器低频振动噪声成因的讨论  71-72
  3.6 抑制低频振动噪声问题的讨论  72-74
  3.7 本章小结  74-76
第4章鼓式制动器尖叫噪声的仿真研究  76-95
  4.1 引言  76
  4.2 摩擦片与制动鼓之间的滑磨现象  76-80
  4.3 摩擦片与制动鼓之间动、静摩擦状态的切换现象  80-84
  4.4 静摩擦状态下制动鼓固有特性随之变化的现象  84-88
  4.5 制动器尖叫噪声现象的研究  88-93
    4.5.1 制动器尖叫噪声的成因推测的反证  88-91
    4.5.2 制动器尖叫噪声的讨论  91-93
  4.6 抑制高频振动噪声问题的讨论  93-94
  4.7 本章小结  94-95
第5章鼓式制动器振动噪声的试验研究  95-111
  5.1 引言  95
  5.2 试验条件与仪器设备  95-97
    5.2.1 试验场地和气候条件  95
    5.2.2 试验仪表和器具  95-96
    5.2.3 车辆及制动器信息  96-97
    5.2.4 仪器的安装  97
  5.3 试验方案  97-98
    5.3.1 试验规程  97-98
    5.3.2 试验步骤  98
  5.4 试验数据的记录和分析  98-110
    5.4.1 试验数据的纪录  98-99
    5.4.2 试验数据的分析及讨论  99-110
  5.5 本章小结  110-111
第6章全文总结与展望  111-115
  6.1 全文总结  111-113
  6.2 研究展望  113-115
参考文献  115-123
附录1 动、静摩擦力分离模型的实现方法  123-127
附录2 制动鼓与摩擦片接触模型的实现方法  127-139
附录3 凸轮驱动力模型的实现方法  139-142
附录4 凸轮驱动约束的实现方法  142-144
附录5 仿真分析结果的彩图显示  144-147
攻读博士学位期间发表的学术论文及从事的科研工作  147-148
致谢  148-149
摘要  149-152
ABSTRACT  152-155

鼓式制动器接触与摩擦不均匀及其影响的动态过程仿真

内容摘要

全文目录

相似论文