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微型车盘式制动器制动噪声的有限元分析
| 论文题名： | 微型车盘式制动器制动噪声的有限元分析 |
| 关键词： | 盘式制动器;制动噪声;有限元模态分析;不稳定模态;微型车 |
| 摘要： | 制动器制动噪声在汽车质量问题中表现得日益突出，随着对汽车舒适性要求的提高以及环保法规的日趋严格，开展制动噪声研究具有重要的实际意义。在国内外制动噪声研究的基础上，以降低制动噪声为出发点，以某微型电动汽车及其制动器总成为研究对象，进行了噪声试验与有限元仿真分析，为消除和降低制动噪声以及制动器设计提供了一定的参考。 通过制动噪声的实车道路试验，确定了制动噪声的频率成分和类型。在低速噪声试验中出现的是低频制动噪声，频率范围在700～850Hz之间;在高速噪声试验中发现包含低频制动噪声和高频尖叫，低频制动噪声与低速试验中的相同，高频尖叫的频率范围在5500～6500Hz之间。 建立了制动盘—制动块七自由度数学参数模型，对制动噪声的产生机理进行了理论推导，得出制动噪声是由摩擦和接触条件间接诱发的。摩擦作用和接触的非线性造成系统的质量矩阵、刚度矩阵以及阻尼矩阵为非对称矩阵。特征矩阵的非对称性，可能导致系统出现复特征值，特征值的虚部和实部代表了模态的固有频率和稳定性。不稳定模态的出现是制动噪声产生的直接原因。 建立了制动器各部件的几何模型和有限元模型，通过实模态分析得到了各部件的模态参数。建立了制动器摩擦耦合模型以及制动盘—制动块摩擦耦合模型，并分别进行了复模态分析。将模态分析结果与噪声试验结果进行对比，确定了系统的不稳定模态以及噪声发生时制动器的振动状态。研究发现，低频制动噪声是由制动钳支架弯曲振动引起整个系统共振造成的，高频尖叫则是由制动盘和制动块的模态耦合造成的。 分析了系统参数对制动噪声的影响规律:建立摩擦材料与不稳定模态的“刚度谱”与“密度谱”，选择合理的材料参数可以有效抑制制动噪声的产生;摩擦片几何形状对制动噪声有着重要的影响，可能导致新的不稳定模态出现;增大制动盘刚度可以抑制高频尖叫的产生;摩擦系数的增大会明显提高制动噪声发生的可能;制动压力的增大对微型车制动噪声的影响不大;提高制动钳支架刚度可以减小低频制动噪声发生的可能。通过参数优化改进可以抑制制动噪声的产生。 |
| 作者： | 高昱斌 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈燎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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