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车辆制动系统摩擦诱导振动非线性动力学研究
| 论文题名： | 车辆制动系统摩擦诱导振动非线性动力学研究 |
| 关键词： | 摩擦诱导振动;车辆制动系统;动摩擦;稳定性分析 |
| 摘要： | 车辆制动系统产生摩擦诱导自激振动，自激的能量来源于车辆动能的减少，将能量转换到制动系统振动的过程中，受到制动压力、车辆速度、制动温度、零件的磨损状态、接触材料性能等诸多非线性因素影响，使系统产生强非线性振动和污染，降低系统稳定性和可靠性，影响车辆行驶安全性和动态响应特性。深入研究车辆制动系统在多种非线性因素下的动力学行为，分析制动系统产生振动和噪声的机理，可以为设计和制造制动系统的机械构件提供理论依据。 本文主要以列车盘形制动系统的基础制动部分为研究对象，在单自由度系统模型的基础上，以振动理论为基础，考虑闸片在垂向和纵向两个方向振动，分别建立含制动间隙的交叉悬挂、关节处摩擦运动副的两自由度制动系统模型。对系统模型进行无量纲处理，利用数值方法对其进行求解，通过相图和时间历程图相结合的方式呈现出数值结果，分析不同摩擦模型对制动系统的摩擦诱导振动动力学行为的影响。主要内容如下: 对含交叉悬挂的两自由度制动系统模型进行动力学分析，闸片与制动盘之间的摩擦运动副分别由库伦-Stribeck和Dankowicz动摩擦模型支配，利用C语言编程对系统模型进行数值仿真计算，得出在给定的系统参数下，系统的运动过程是收敛的，最后达到稳定运动状态，但不能够反映出较复杂的系统动力学行为;制动间隙对纵向和垂向振动速度影响不大，但对振动位移影响较大，制动间隙越大，纵向和垂向的振动位移越大;制动盘初速度越大，闸片的初始振动幅值越大，不影响闸片通向稳定的路径。 对含有关节处摩擦运动副的两自由度制动系统模型进行动力学分析，将关节处的摩擦运动副考虑由库伦黏滞静摩擦模型支配，将闸片与制动盘之间构成的摩擦运动副分别采用Dankowicz动摩擦模型和改进LuGre动摩擦模型支配，对制动系统进行动力学稳定性推导和分析，得出使制动系统稳定的系统参数;利用数值仿真计算，对比分析两类动摩擦力作用下制动系统发生的颤振运动及颤振黏滑运动规律及通向稳定性道路的途径，研究关键参数制动间隙和制动盘初速度对系统动力学的影响，得出随着制动间隙的增大系统的纵向振动和垂向振动的最大速度无变化，主要对振动位移幅值的影响较大;随着制盘动初速度的增大，纵向振动的初始振动速度影响较大，对系统通往稳定的路径影响较小，对垂向振动的速度和位移影响均较小。 |
| 作者： | 唐斌斌 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张艳龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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