摩擦制动系统的动力学降维和分析

发布时间：2017-05-22 18:02

  本文关键词：摩擦制动系统的动力学降维和分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：制动盘/摩擦块系统的制动过程属于局部接触振动问题。摩擦块局部接触（约束）会对系统模态及固有频率造成影响，进而影响制动噪声的产生。本文通过局部非连续基函数法及数值计算，研究摩擦系统的动力学特性，并进行实验验证，为研究摩擦结构不稳定振动机理打下了基础。本论文分为以下四部分。 第一部分：将刹车盘简化为一维循环梁结构，建立了在摩擦作用下的运动方程。首先计算无接触时梁自由振动的模态（参考模态）。然后用线性弹簧代替局部接触，列写出连续条件并计算模态，得到局部非连续基函数。将局部非连续基函数与参考模态进行正交化处理后，，作为参考模态的补充，用于计算系统响应。 第二部分：将局部非连续奇函数法与差分法结果比较表明，与传统模态方法相比，局部非连续基函数法更为准确。研究发现局部接触会抑制循环结构振动的对称性，导致正弦或余弦模态消失。刚度非线性和摩擦作用，会使振动幅值产生波动。 第三部分：制动时，制动块连续摩擦对刹车盘产生冲击震动，冲击载荷产生能量，聚集在摩擦块与刹车盘的接触处，使刹车盘产生较大的振动位移。将摩擦块转化为移动载荷，作用于刹车盘上，进而研究在移动载荷作用下刹车盘的动力学特性。 第四部分：动车制动系统振动和噪声研究的最终目的是要解决动车在制动过程中降低噪声的实际问题，所以实验方法是至关重要的。在这一部分本文通过实验来验证和评价局部非连续奇函数法及差分方法的最终的效果。
【关键词】：摩擦盘 振动 模态 局部非连续基函数法
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH117.1;TH113
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-16
• 1.1 本课题研究的目的与选题意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-15
• 1.2.1 干摩擦力相关内容概述8-9
• 1.2.2 干摩擦力模型介绍9-11
• 1.2.3 列车摩擦制动噪声概述及机理研究11-14
• 1.2.4 动力学模型的降维方法14-15
• 1.3 本文工作内容及安排15-16
• 第二章 基于非连续基函数法的摩擦制动系统动力学降维16-32
• 2.1 摩擦盘简化振动模型16-18
• 2.2 构造局部非连续基函数18-20
• 2.2.1 参考系统基函数18
• 2.2.2 局部非连续基函数18-19
• 2.2.3 构造局部接触系统的响应19-20
• 2.3 计算分析20-31
• 2.3.4 确定附加线性弹簧刚度20-21
• 2.3.5 局部约束对循环梁模态的影响21-24
• 2.3.6 非连续基函数的正交化24-25
• 2.3.7 振动响应计算25-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 定载荷及移动载荷分别作用下制动盘动力学的数值分析32-46
• 3.1 定载荷作用下有限差分法的模型的建立32-37
• 3.1.1 差分格式的确定32-33
• 3.1.2 差分格式的提取33-35
• 3.1.3 差分方法的计算35-37
• 3.2 移动载荷描述37-38
• 3.2.1 移动点源载荷37
• 3.2.2 移动线源载荷37-38
• 3.2.3 移动面源载荷38
• 3.3 移动载荷作用下有限差分法的模型的建立38-42
• 3.3.4 动载荷系统模型及表达式39-40
• 3.3.5 系统的有限元差分40-41
• 3.3.6 差分格式稳定性分析41-42
• 3.4 计算结果分析42-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 制动盘局部约束下的模态实验与有限元分析46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 制动系统干摩擦实验简述46-50
• 4.2.1 实验目的46-47
• 4.2.2 实验装置47
• 4.2.3 数据采集47-48
• 4.2.4 实验研究过程及步骤48-50
• 4.3 有限元模态计算50-57
• 4.3.5 自由约束下的有限元分析50-52
• 4.3.6 边缘约束下的有限元分析52-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 全文总结58-59
• 参考文献59-63
• 发表论文和参加科研情况说明63-64
• 致谢64

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 钱敏;张立军;余卓平;;基于ADAMS的盘-销模型制动尖叫发生机理研究[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2012年03期

2 丁千;翟红梅;;机械系统摩擦动力学研究进展[J];力学进展;2013年01期

3 庞明;张立军;孟德建;余卓平;;鼓式制动器摩擦尖叫的复模态模型与影响因素研究[J];振动与冲击;2014年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 许自涛;鼓式制动器应力分析与试验测试[D];燕山大学;2011年

2 何宏高;轮轨曲线尖叫噪声的有限元研究[D];西南交通大学;2009年

3 余晓星;盘式制动器制动噪声影响参数的有限元分析[D];武汉理工大学;2010年

4 路毅;重卡鼓式制动器制动应力分析及结构改进[D];山东大学;2014年

5 杨振宁;基于钢—钢接触高频摩擦噪声试验及仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

  本文关键词：摩擦制动系统的动力学降维和分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：386438