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原文传递乘用车盘式制动器制动噪声影响因素分析及参数优化方法研究

论文题名：	乘用车盘式制动器制动噪声影响因素分析及参数优化方法研究
关键词：	乘用车;盘式制动器;制动噪声;参数优化
摘要：	汽车工业的发展使得汽车走入了千家万户，而人民生活水平的提高则对乘用车的驾乘舒适性提出了更高的要求;车辆的NVH(噪声Noise、振动Vibration、声振粗糙度Harshness)性能，现已成为车辆开发过程中特别关注的焦点。其中，全面分析制动噪声产生的主要原因和影响因素，是目前研究的重点。针对性地提出降噪方案，从根源上抑制制动噪声的产生，或者在制动噪声的传播过程中加以衰减，从而提升车辆的NVH性能，对汽车及相关产业的发展有着重大的理论价值和实际意义。本文课题来源于浙江某汽车零部件生产企业，针对某型制动器出现的制动噪声问题，在查阅国内外相关领域文献的基础上（第一、二章），主要开展了以下研究: 　　以对应制动器总成为研究对象，基于台架试验数据建立了滑动钳盘式制动器有限元分析模型，使用ABAQUS对模型进行计算并提取了各阶模态的特征值和振型，通过将仿真结果与台架试验数据进行对比，并对噪声模态振型进行分析，从而发现了引发制动高频噪声的主要零部件——制动衬块（第三章）。　　基于有限元分析方法，针对现有研究中单因素分析的局限性，开展了制动衬块不同材料参数的组合研究，获取了摩擦材料弹性模量、摩擦系数以及二者的交互作用对制动噪声的影响规律，提出了通过构建完整响应模型进行制动噪声预测的方案;同时将分析结果与振动数学模型相结合，在对现有模态耦合理论进行完善的基础上，进一步地指出了参数变化所导致的系统刚度矩阵正定性丧失也会引发制动噪声（第四章）。　　围绕制动衬块结梅优化，引入了压缩应变作为调整变量，解决了不同结构参数之间缺乏统一参照的问题，实现了调整衬块轮廓、修改衬块宽度以及在衬块两端开设倒角三种技术手段在降噪效果方面的对比;考虑到现有研究仅限于全新衬块的问题，进一步地对制动衬块在不同磨损状态下总成的不稳定倾向性进行了研究，为制动衬块的全生命周期噪声设计提供了依据（第五章）。　　结合实际情况，研究了多种工况条件对制动器总成的噪声倾向性的影响，改善了已有研究中局限于单一工况的现状，将制动压力、速度以及温度在内的工况参数纳入分析范围，建立了基于Stribeck摩擦效应的九自由度滑动钳盘式制动器振动数学模型，结合有限元分析揭示了工况参数影响制动噪声的实质，并说明了将工况参数引入优化算法的必要性（第六章）。　　基于上述研究，综合考虑衬块的材料属性、结构参数，以及制动工况等不同影响因素的特点，提出了一种基于蒙特卡洛抽样的制动衬块参数优化算法，构造了以制动器总成不稳定倾向性为响应变量的27区块响应面，根据台架试验获取的参数概率密度函数在搜索空间内进行蒙特卡洛抽样，通过将随机过程引入粒子群算法，在考虑制动工况参数造成的摩擦材料性能变动前提下求取了制动衬块的最优设计参数组合，并对制动衬块全生命周期内的噪声特性进行了评估（第七章）。　　最后，使用LINK3900型NVH汽车制动器惯量试验台，依照SAE J2521标准对优化方案进行了台架噪声试验，结果显示:相对原始方案，优化方案的NVH性能有了显著提升，满足了整车厂商的配套要求。
作者：	刘宇澄
专业：	机械设计及理论
导师：	汪久根;胡树根
授予学位：	博士
授予学位单位：	浙江大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文