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原文传递气压盘式制动器振动与噪声研究

论文题名：	气压盘式制动器振动与噪声研究
关键词：	汽车工程;气压盘式制动器;振动速度自然对数;制动噪声;复特征值;热机耦合模型
摘要：	随着中国汽车行业的快速发展，汽车产销量和保有量快速增加，车辆噪声已成为城市的主要噪声源。随着国家相关环保法规及消费者对乘车舒适性要求的日益提高，汽车制动噪声已成为汽车整车噪声控制中一个亟待关注的问题之一。　　本文以减小气压盘式制动器制动噪声为目标，采用复模态特征值与热-机耦合分析方法，以气压盘式制动器组成零件频率耦合和摩擦衬片结构形状为切入点，对某款盘式制动器总成进行制动噪声研究。　　对制动噪声的形成机理进行理论分析，得到振动速度自然对数与噪声成线性关系。建立制动器动力学方程，认为制动盘与摩擦片之间摩擦系数的大小是影响制动噪声的主要因素。摩擦系数引入制动器总成系统刚度矩阵和质量矩阵后导致系统矩阵非对称，致使系统不稳定模态产生，其中系统模态所求出的特征值虚部表示该阶模态所对应的系统频率值，特征值实部表示该阶模态的不稳定程度。对于制动系统各阶模态，如果模态特征值实部大于零，则说明这阶模态具有不稳定性，从而导致制动系统有产生制动噪声的倾向。　　建立了制动总成系统各零件（制动盘、制动器支架、制动钳、摩擦片、摩擦片钢背和推动板）的有限元模型；在摩擦片和制动盘间定义接触及摩擦系数，在制动总成系统连接面上定义耦合单元，建立了具有装配关系的盘式制动器有限元模型。通过复特征值子空间投影方法可以得到制动总成系统复特征值，并通过选取一系列摩擦片-制动盘的摩擦系数，研究制动总成系统产生制动噪声的倾向。　　建立了制动盘-摩擦片的热-机耦合模型，确定其热流输入及对流换热边界条件，以制动器台架试验工况为基准，进行了制动器在一次制动时的有限元模拟分析。考虑了在温度场与应力场之间耦合作用下，制动盘、摩擦片的对流换热系数随转速变化的规律及摩擦片摩擦系数随温度变化关系，得到制动器温度场和应力场的分布特征。比较不同形状摩擦衬片的应力场和温度的分布情况，得出其变化趋势，研究制动过程摩擦片表面形状变化对振动噪声的影响，并提出了摩擦衬片形状选型方案。
作者：	陶业英
专业：	车辆工程
导师：	华林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文