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沟槽型织构化表面对制动盘/片材料摩擦尖叫噪声的影响
| 论文题名： | 沟槽型织构化表面对制动盘/片材料摩擦尖叫噪声的影响 |
| 关键词： | 列车车辆;制动盘材料;表面处理;沟槽型织构;摩擦尖叫噪声 |
| 摘要： | 因摩擦而引发的振动和噪声不仅会影响摩擦系统的精度和可靠性外，还会使人们的生活质量较大幅度地下降。影响摩擦振动噪声尤为关键的因素是界面特征，当前针对界面特征与摩擦振动噪声关系的研究工作大多集中在诸如磨屑、微凸体、粗糙度等界面形貌特征对摩擦噪声的影响。近年来，织构化表面处理被发现能有效地改善接触界面间的摩擦学性能。然而，织构化表面处理用于改善摩擦导致振动和噪声的研究被报道极少。因此，开展织构化表面处理对摩擦引起的振动和噪声影响的试验研究工作具有明显的创新性，并对其如何抑制摩擦噪声产生的研究有重要指导意义。 本文在列车制动盘材料表面加工出径向均布于盘面的不同沟宽的沟槽型织构，对摩副材料分别选用轴承钢圆球和列车制动片材料，在球-平面和面-面两种接触模式下进行销-盘式摩擦噪声试验，主要研究制动盘和片材料表面沟槽织构化处理对摩擦噪声的影响情况及其作用机理。主要结论如下: (1)在本试验所选织构尺寸和试验参数条件下，制动盘材料表面沟槽型织构化处理对摩擦噪声的强度有重要的影响，其主要表现为:两种接触模式下，摩擦噪声的强度随着沟槽的宽度增大而降低，但当沟宽达到一定数值后，其降噪效果反而明显减弱;制动片材料表面沟槽型织构化处理对摩擦噪声强度的影响表现为:光滑表面摩擦噪声的强度始终保持最高，而45°沟槽织构表面始终保持最低，0°沟槽织构表面等效声压级介于两者之间;三种表面摩擦噪声的强度都随着下试样圆片表面织构沟槽宽度依次增加而降低。 (2)两种接触模式下制动盘材料表面沟槽织构化处理的碰击效应及其对于系统自激振动的抑制现象存在一定的差异:球-平面接触模式下，对摩球与沟槽棱角碰击能形成明显的自激振动“打断”现象，但这种现象会随着沟槽棱角的磨损剥落而逐渐消失;面-面接触模式下，摩擦片滑过沟槽时其两条棱边及其沟槽棱角都与下试样圆片沟槽棱角产生碰击作用，对系统自激振动的幅值产生整体抑制，但其不会造成下试样沟槽棱角磨损剥落，下试样沟槽棱角始终保持较为完好的状态，降噪作用寿命较长。 (3)制动片材料表面织构化处理对于系统自激振动的抑制表现为:45°沟槽织构表面沟槽的存在，使得上下试样的接触应力分布相对均匀且面积更大，因此摩擦系统也相对更为稳定，越不易激发出摩擦尖叫噪声。 |
| 作者： | 阳江舟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 莫继良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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