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基于磁场的摩擦制动器减振降噪机理研究
| 论文题名： | 基于磁场的摩擦制动器减振降噪机理研究 |
| 关键词： | 汽车制动;摩擦制动器;减振降噪;磁场 |
| 摘要： | 制动噪声与振动广泛存在于各类车辆，严重影响汽车制动NVH性能和驾乘舒适性，不仅给城市带来了噪声污染，而且也是整个汽车行业亟需解决的难题。摩擦学研究表明，摩擦副界面的微观特性是引起摩擦噪声与振动的主要原因之一，磁场对摩擦界面微观特性有一定影响，故可考虑利用磁场干预和抑制摩擦噪声与振动，但是目前关于磁场对制动器摩擦噪声与振动影响的研究较少。因此，开展磁场对摩擦制动噪声与振动的影响规律及机理研究，对于改善汽车制动NVH性能、降低摩擦噪声污染具有重要理论意义和实用价值，同时也可为其他领域摩擦噪声与振动的治理提供参考。 本文以摩擦制动器为研究对象，以主动抑制制动器摩擦噪声与振动为研究目标，通过开展试验探索和理论分析，研究了磁场对摩擦制动器减振降噪的影响规律及作用机理。首先，提取制动器摩擦性能、摩擦噪声与振动的表征参数集，设计了制动器直流磁场施加装置、噪声与振动信号采集系统，改造搭建了摩擦制动器模拟制动声-振试验台架，为研究磁场对制动器摩擦噪声与振动提供了必备的试验手段。其次，设计磁场作用下声-振性能的试验方案并开展了大量制动试验，掌握了磁场对制动摩擦噪声与振动的影响规律；结果表明：磁感应强度小于等于0.24T时，磁场可明显抑制制动噪声与振动的大小和制动尖叫的产生几率，磁感应强度越大，磁场对噪声与振动的抑制效果越明显，其中：制动尖叫发生率最高可降低19%，等效连续A声级最高可降低10dB，振动加速度最大可减小0.87g m/s2；磁场作为一种外场环境，有助于改善摩擦特性、稳定摩擦系数、减小摩擦振动、降低摩擦噪声。再次，通过谐波小波包变换对摩擦振动信号进行分解和重构，并对磁场作用下磨屑的演变行为进行分析，结合有、无磁场下的摩擦片微观特性分析试验，揭示了磁场对减振降噪的作用机理；结果表明：磁场可以抑制摩擦噪声与振动产生的原因是磁场降低了摩擦磨损、抑制了不稳定振动、促进了磨屑细化和摩擦界面的氧化作用，从而实现了减振降噪。最后，综合以上试验数据与分析结果，基于LSTM神经网络建立了磁场与制动尖叫发生率之间的预测模型，并对预测模型进行优化，基本能够实现对不同制动工况下制动尖叫发生率的预测，可为实现基于磁场干预的制动器摩擦噪声智能调控提供数据模型。通过以上研究，本文掌握了磁场对摩擦制动器减振降噪的影响规律及作用机理，建立了磁场与制动尖叫发生率之间的预测模型，为今后发展基于磁场的制动器减振降噪控制奠定了理论和技术基础。 |
| 作者： | 董慧丽 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 鲍久圣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学(江苏) |
| 学位年度： | 2021 |
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