鐵路車(chē)輛盤(pán)形制動(dòng)噪聲的有限元復(fù)特征值分析.pdf

1、鐵路車(chē)輛的盤(pán)形制動(dòng)裝置在制動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)的噪聲不僅造成環(huán)境污染，而且意味著制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的自激振動(dòng)，可能引起制動(dòng)系統(tǒng)部件的失效以及損壞。因此開(kāi)展鐵路車(chē)輛盤(pán)形制動(dòng)裝置的自激振動(dòng)特性研究對(duì)發(fā)展我國(guó)高速列車(chē)有著積極的社會(huì)意義和重大的現(xiàn)實(shí)意義。 通過(guò)研究摩擦制動(dòng)噪聲的機(jī)理來(lái)減小或消除制動(dòng)噪聲和制動(dòng)顫振對(duì)研究者和工程師們來(lái)說(shuō)是一個(gè)活躍的主題。CAE仿真分析方法在揭示制動(dòng)噪聲機(jī)理方面扮演了一個(gè)重要的角色。本文運(yùn)用有限元方法對(duì)鐵路車(chē)輛盤(pán)形制

2、動(dòng)裝置整體模型進(jìn)行了摩擦運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性分析，發(fā)展了利用有限元復(fù)特征值方法分析制動(dòng)系統(tǒng)摩擦噪聲的技術(shù)，大大提高了運(yùn)用有限元復(fù)特征值分析制動(dòng)系統(tǒng)摩擦噪聲的效率。 本文建立了鐵路車(chē)輛盤(pán)形制動(dòng)裝置的三維實(shí)體有限元模型，包括了制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng)閘片、閘片托、制動(dòng)杠桿和杠桿座等全部制動(dòng)裝置部件模型，耦合了摩擦力的影響。運(yùn)用有限元分析軟件求解摩擦系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程的復(fù)特征根，根據(jù)復(fù)特征根的實(shí)部出現(xiàn)正值來(lái)判定系統(tǒng)發(fā)生失穩(wěn)的模態(tài)，也就是可能產(chǎn)生摩擦噪聲的模態(tài)。討

3、論了摩擦系數(shù)、接觸剛度系數(shù)、系統(tǒng)的約束條件以及模擬接觸彈簧單元的數(shù)量等因素對(duì)摩擦噪聲的影響。仿真計(jì)算結(jié)果表明： 1、摩擦噪聲發(fā)生時(shí)具有模態(tài)耦合的特點(diǎn)。隨著摩擦系數(shù)的變化，相鄰模態(tài)的頻率曲線(xiàn)可能出現(xiàn)重合的現(xiàn)象，從而具有發(fā)生摩擦噪聲的傾向。 2、摩擦系數(shù)對(duì)摩擦噪聲的產(chǎn)生有重要影響。隨著摩擦系數(shù)的增大，耦合模態(tài)的復(fù)特征值實(shí)部值將增大，表明制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生摩擦噪聲的傾向增大。 3、制動(dòng)閘片的接觸剛度系數(shù)對(duì)摩擦噪聲的產(chǎn)生具有很

4、大的影響。減小接觸剛度系數(shù)，系統(tǒng)產(chǎn)生摩擦噪聲的傾向?qū)p小。 4、制動(dòng)盤(pán)和閘片的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向?qū)δΣ猎肼暤漠a(chǎn)生有較大的影響。當(dāng)制動(dòng)盤(pán)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)不發(fā)生摩擦噪聲的穩(wěn)定區(qū)域較大。 5、系統(tǒng)的約束條件對(duì)摩擦噪聲的形成有顯著的影響。隨著約束數(shù)量的減少，發(fā)生摩擦噪聲的傾向增大。可以通過(guò)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)募s束來(lái)增強(qiáng)制動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性并抑制制動(dòng)噪聲的發(fā)生。 6、制動(dòng)噪聲模型的分析精度主要受模型單元尺寸的影響，而在摩擦接觸界面