汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)粘滑運(yùn)動(dòng)的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，一直備受關(guān)注。特別是噪聲的產(chǎn)生機(jī)理尚不清楚。近年來(lái)研究結(jié)果表明，粘滑振動(dòng)對(duì)噪聲的產(chǎn)生起著非常重要的作用。在本論文中，我們著重研究了一種汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)粘滑振動(dòng)的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)特性。 本文主要考慮了系統(tǒng)沿著水平方向和徑向兩個(gè)方向的摩擦運(yùn)動(dòng)，把制動(dòng)盤(pán)作為剛體對(duì)待，把制動(dòng)片作為質(zhì)點(diǎn)對(duì)待，分別建立了4自由度和5自由度的兩個(gè)動(dòng)力學(xué)模型。兩個(gè)動(dòng)力學(xué)方程右端項(xiàng)不連續(xù)，是一種典型的非光滑系統(tǒng)Fi

2、lippov系統(tǒng)。用龍格庫(kù)塔方法數(shù)值模擬了系統(tǒng)在徑向和切向兩個(gè)方向上的粘滑振動(dòng)，特別是干摩擦引起的滑動(dòng)分叉現(xiàn)象。 通過(guò)對(duì)四自由度制動(dòng)系統(tǒng)的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行數(shù)值模擬，獲得了由干摩擦引起的Grazing-sliding現(xiàn)象。結(jié)果表明，制動(dòng)系統(tǒng)沿著制動(dòng)方向的剛度系數(shù)和制動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響比較明顯。隨著上述兩參數(shù)的變化，制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)經(jīng)歷了從無(wú)粘著現(xiàn)象的周期運(yùn)動(dòng)到每周期有一個(gè)或多個(gè)粘著現(xiàn)象的周期運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜過(guò)程。

3、在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，夾雜著粘滑不斷交替的混沌運(yùn)動(dòng)。證明了粘滑現(xiàn)象只發(fā)生于低制動(dòng)速度時(shí)，而當(dāng)制動(dòng)速度比較高的時(shí)候?qū)⒉粫?huì)有粘滑現(xiàn)象發(fā)生。制動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)速越低，粘滑的周期運(yùn)動(dòng)越容易出現(xiàn)，而且周期中粘著段的數(shù)量越少，系統(tǒng)振動(dòng)振幅越小。在混沌運(yùn)動(dòng)中和頻繁出現(xiàn)粘滑交替的周期運(yùn)動(dòng)中，振動(dòng)的振幅越大。分析的結(jié)果對(duì)于我們從工程角度出發(fā)選擇制動(dòng)材料和設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以達(dá)到抑制噪聲的目的有著很好的參考作用。 對(duì)五自由度制動(dòng)系統(tǒng)模擬的是從某一時(shí)刻起，制動(dòng)盤(pán)以某一

4、初始轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)，施加制動(dòng)力的瞬態(tài)過(guò)程。重點(diǎn)考察了制動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)速以及制動(dòng)盤(pán)與制動(dòng)片的相對(duì)速度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，關(guān)注瞬態(tài)的非穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。數(shù)值結(jié)果表明，制動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)速逐漸趨于零，有時(shí)在零點(diǎn)附近有輕微波動(dòng)；制動(dòng)盤(pán)與制動(dòng)片的相對(duì)速度在水平方向上變化復(fù)雜，表現(xiàn)為以下幾種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：包括相對(duì)速度穿越0值的無(wú)粘滑運(yùn)動(dòng)、穿越0值的粘滑運(yùn)動(dòng)、無(wú)穿越0值的粘滑運(yùn)動(dòng)，相對(duì)速度為0的粘著運(yùn)動(dòng)等；制動(dòng)盤(pán)與制動(dòng)片的相對(duì)速度在徑向變化較單一。另外，系統(tǒng)的阻尼、水平方向上兩