盤(pán)式制動(dòng)尖叫噪聲及制動(dòng)片界面修飾降噪研究.pdf

1、近年來(lái)，盤(pán)式制動(dòng)器因其優(yōu)越的綜合性能而被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、工業(yè)制造、風(fēng)電核電、礦場(chǎng)油田等諸多領(lǐng)域的制動(dòng)環(huán)節(jié)。特別是隨著汽車(chē)、高鐵等現(xiàn)代交通工具的飛速發(fā)展，在其制動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的尖叫噪聲問(wèn)題日益突出，加之人們對(duì)交通工具乘坐環(huán)境舒適性要求的不斷提升，制動(dòng)尖叫噪聲已成為車(chē)輛NVH（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）中的一個(gè)突出問(wèn)題而備受關(guān)注。然而，由于其隨機(jī)性強(qiáng)、機(jī)理復(fù)雜和多學(xué)科交叉等特點(diǎn)，制動(dòng)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(kāi)展制

2、動(dòng)尖叫噪聲產(chǎn)生機(jī)制和影響因素的研究工作，并基于此進(jìn)一步探索抑制制動(dòng)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(dòng)噪聲試驗(yàn)平臺(tái)，以銅基粉末冶金制動(dòng)片和鍛鋼制動(dòng)盤(pán)作為摩擦副，在不同制動(dòng)壓力和接觸狀態(tài)條件下進(jìn)行摩擦噪聲對(duì)比試驗(yàn)以研究其對(duì)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(jìn)一步探究抑制尖叫噪聲的有效方法，對(duì)制動(dòng)片開(kāi)溝和倒角界面修飾后進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，并利用有限元軟件ABAQUS對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行

3、數(shù)值模擬仿真分析，研究不同界面修飾對(duì)摩擦系統(tǒng)不穩(wěn)定性的影響，同時(shí)從動(dòng)力學(xué)角度分析倒角修飾后系統(tǒng)的不穩(wěn)定振動(dòng)特性，深入探討其抑制尖叫噪聲的作用機(jī)理。主要結(jié)論如下:
　　1、隨著制動(dòng)壓力的增大，摩擦系統(tǒng)不穩(wěn)定振動(dòng)加劇，產(chǎn)生高強(qiáng)度尖叫噪聲的傾向增強(qiáng)。制動(dòng)壓力對(duì)尖叫噪聲的主頻影響不大，但是會(huì)影響主頻所具有的能量，且較大的制動(dòng)壓力會(huì)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(dòng)片前端接觸時(shí)，摩擦系統(tǒng)產(chǎn)生劇烈的

4、不穩(wěn)定振動(dòng)，尖叫噪聲的強(qiáng)度和頻率最高，且能量分布極不均勻;正常接觸時(shí)尖叫噪聲強(qiáng)度和頻率低于前端接觸，能量分布較均勻;而制動(dòng)片后端接觸時(shí)，摩擦系統(tǒng)穩(wěn)定性良好，幾乎沒(méi)有產(chǎn)生尖叫噪聲。制動(dòng)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(yàn)工況和參數(shù)條件下，不同角度的倒角修飾對(duì)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(kāi)溝修飾對(duì)抑制和改善尖叫噪聲沒(méi)有

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