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原文传递轴装制动盘摩擦振动动特性分析

论文题名：	轴装制动盘摩擦振动动特性分析
关键词：	高铁车辆;制动系统;轴装制动盘;摩擦振动特性
摘要：	随着中国高铁的快速发展，高铁取代传统旅客列车成为主流。高铁的运行时速不断增长，目前中国的高铁多以300km/h与200km/h运行，因为高铁运行速度快，所以要求具有稳定可靠的制动系统。高铁车辆基础制动装置大多采用盘形制动方式，其制动的原理是采用闸片和制动盘之间的干摩擦作用使列车减速，在制动过程中，高频的摩擦会引发振动并伴随制动噪音，同时产生热效应，因此制动盘在制动过程中会受到复杂的载荷作用，对螺栓连接部位的可靠性会产生影响。　　国内外学者对于制动尖叫噪音问题的研究较为深入，现在普遍认为模态耦合理论是产生摩擦尖叫噪音的根源。摩擦振动与噪音有着较强的相关性，本文基于制动尖叫的模态耦合机理，建立了轴盘制动系统的有限元模型，按照真实情况考虑制动系统的边界条件和几何约束，进行有限元仿真。　　本论文通过复特征值法进行了频域分析，采用瞬态动力学方法进行了时域响应分析，以此研究制动系统的摩擦振动问题，仿真结果表明: 　　(1)随着摩擦系数由小变大，不稳定模态数量逐步增多，且更容易激发低阶模态;摩擦系数继续增大，不稳定模态不会继续增多，但相同模态对应的复特征值实部增大，反映制动系统更容易发生自激振动现象;特征值实部随闸片弹性模量增大而显著增大，表明制动系统发生摩擦振动的趋势增加;特征值实部随着制动盘弹性模量的增大而减小，表明制动系统发生摩擦振动的趋势降低。　　(2)采用瞬态动力学方法得到制动系统加速度等参数的时域响应，制动摩擦区的频率构成相对复杂，参数分析发现，摩擦系数增大使得摩擦振动的幅值提高，但对摩擦振动主频影响较小;制动盘弹性模量增大会明显提高振动的主频;制动压力和转速对摩擦振动也有不同程度的影响。　　(3)根据长大下坡工况下的仿真云图，找到在制动盘、盘毂、螺栓的大应力位置，提取这些位置的应力时间历程得到它们在摩擦振动过程中的应力变化规律，证明预紧力对于削减摩擦振动的作用。
作者：	李炳升
专业：	机械工程
导师：	李强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文