基于分数阶的汽车盘式制动器动力学分析
发布时间：2021-10-23 23:32
盘式制动器是应用非常广泛的一种机械制动部件。由于盘式制动器具有结构简单、紧凑、受力均匀、散热性能良好等优点,因此被广泛地应用汽车等各个行业领域的制动装置中。盘式制动器制动低速阶段的自激振动通过在制动块与制动钳体之间增加粘弹性阻尼层来消除。本文主要根据粘弹性阻尼材料的减振效果进行了如下工作:首先建立了基于粘弹性材料的单自由度盘式制动器分数阶模型,利用KBM法求解模型的近似解析解,利用幂级数法求解模型的数值解,用数值解验证了解析解的正确性。利用解析解分析了分数阶微分项的系数和阶次对系统动力学及分岔行为的影响。接下来建立了基于粘弹性材料的二自由度盘式制动器分数阶模型,利用幂级数法分析了分数阶微分项的系数和阶次对系统的动力学及分岔行为的影响。最后,建立了基于Adams的刚体动力学模型,该刚体模型仿真了制动器的制动过程,验证了粘弹性材料在制动器低速阶段的减振效果。建立了基于Adams与Simulink的联合仿真模型,从数学模型和实体模型联合仿真的角度验证了分数阶微分项对系统的影响。
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
增加阻尼层的盘式制动器结构图
第二章 单自由度盘式制动器的动力学分析别对应两种情况下的数值解。下面研究 0 p 1时的情况，根据文献[55]选取系统相关参数，令 0s k 0.25，1K =0.3，2K =0.1， =0.01， =0.02， p 0.4。通过一阶 KBM求得的解析表达式，来表示系统的响应曲线，如图 2-3、图 2-4、图 2-5 所并以蓝色实线来表示，同时利用幂级数法计算数值解并以红色菱形表示。过程中，时间步长取 h =0.1。从图 2-3、图 2-4、图 2-5 中可以看出两种方法的计算结果能够达到很好的吻合程度，说明求得的解析解是正确的。
第二章 单自由度盘式制动器的动力学分析别对应两种情况下的数值解。下面研究 0 p 1时的情况，根据文献[55]选取系统相关参数，令 0s k 0.25，1K =0.3，2K =0.1， =0.01， =0.02， p 0.4。通过一阶 KBM求得的解析表达式，来表示系统的响应曲线，如图 2-3、图 2-4、图 2-5 所并以蓝色实线来表示，同时利用幂级数法计算数值解并以红色菱形表示。过程中，时间步长取 h =0.1。从图 2-3、图 2-4、图 2-5 中可以看出两种方法的计算结果能够达到很好的吻合程度，说明求得的解析解是正确的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]盘式制动器摩擦振动的非线性动力学研究[J]. 姚亚航,王国权,王书文,王立勇,陈勇. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2018(04)
[2]通风盘式制动器10自由度摩擦振动分析[J]. 姚亚航,王国权,赵双侠,王立勇,陈勇. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2018(03)
[3]分数阶达芬振子的超谐与亚谐联合共振[J]. 姜源,申永军,温少芳,杨绍普. 力学学报. 2017(05)
[4]双质体振动机Hopf分岔反控制问题的理论分析和数值研究[J]. 蒋超,杨强,徐慧东,韩志军. 太原理工大学学报. 2017(05)
[5]位移反馈分数阶PID控制对单自由度线性振子的影响[J]. 牛江川,申永军,杨绍普,李素娟. 控制理论与应用. 2016(09)
[6]基于速度反馈分数阶PID控制的达芬振子的主共振[J]. 牛江川,申永军,杨绍普,李素娟. 力学学报. 2016(02)
[7]质量-弹簧-带摩擦自激振动系统的分岔特性及其控制研究[J]. 李小彭,孙德华,岳冰,王丹,闻邦椿. 振动与冲击. 2015(15)
[8]干摩擦诱发汽车制动系统颤振时多极限环特性[J]. 史伟,魏道高,胡美玲,潘之杰,陈浙伟. 汽车工程学报. 2015(01)
[9]两自由度干摩擦振动系统粘滑运动分析[J]. 张有强,丁旺才. 振动与冲击. 2013(07)
[10]含分数阶微分的线性单自由度振子的动力学分析（Ⅱ）[J]. 申永军,杨绍普,邢海军. 物理学报. 2012(15)
博士论文
[1]工程车辆粘弹性缓冲结构分数阶阻尼特性研究[D]. 李占龙.西安理工大学 2016
[2]几类分数阶非线性微分方程解的存在理论及应用[D]. 王国涛.西安电子科技大学 2014
[3]分数阶PID控制器及参数不确定分数阶系统稳定域分析[D]. 梁涛年.西安电子科技大学 2011
[4]基于阻尼衬垫的汽车盘式制动器噪声机理研究[D]. 侯俊.武汉理工大学 2009
[5]摩擦自激振动系统的非线性动力学特征与分岔控制研究[D]. 黄毅.天津大学 2009
硕士论文
[1]基于粘滑机理的动车组制动夹钳摩擦颤振研究[D]. 陈超.西南交通大学 2018
[2]浮钳盘式制动器制动特性仿真及试验研究[D]. 唐玉龙.山东理工大学 2018
[3]车辆制动系统摩擦诱导振动非线性动力学研究[D]. 唐斌斌.兰州交通大学 2017
[4]干摩擦诱发盘式制动器系统的分岔与混沌研究[D]. 赵文静.合肥工业大学 2017
[5]分数阶阻尼悬架系统时滞吸振控制研究[D]. 宋洪涛.山东理工大学 2016
[6]干摩擦诱发汽车制动系统非线性振动特性研究[D]. 王波.合肥工业大学 2015
[7]盘式制动器的参数化建模及强度分析[D]. 王亮.武汉理工大学 2014
[8]基于ADAMS的盘式制动器多柔体仿真分析[D]. 张坤.武汉理工大学 2010
[9]微型车盘式制动器粘—滑振动的研究[D]. 南旭东.武汉理工大学 2008
[10]气压盘式制动器物理建模与仿真分析[D]. 向上升.武汉理工大学 2007
本文编号：3454132
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
增加阻尼层的盘式制动器结构图
第二章 单自由度盘式制动器的动力学分析别对应两种情况下的数值解。下面研究 0 p 1时的情况，根据文献[55]选取系统相关参数，令 0s k 0.25，1K =0.3，2K =0.1， =0.01， =0.02， p 0.4。通过一阶 KBM求得的解析表达式，来表示系统的响应曲线，如图 2-3、图 2-4、图 2-5 所并以蓝色实线来表示，同时利用幂级数法计算数值解并以红色菱形表示。过程中，时间步长取 h =0.1。从图 2-3、图 2-4、图 2-5 中可以看出两种方法的计算结果能够达到很好的吻合程度，说明求得的解析解是正确的。
第二章 单自由度盘式制动器的动力学分析别对应两种情况下的数值解。下面研究 0 p 1时的情况，根据文献[55]选取系统相关参数，令 0s k 0.25，1K =0.3，2K =0.1， =0.01， =0.02， p 0.4。通过一阶 KBM求得的解析表达式，来表示系统的响应曲线，如图 2-3、图 2-4、图 2-5 所并以蓝色实线来表示，同时利用幂级数法计算数值解并以红色菱形表示。过程中，时间步长取 h =0.1。从图 2-3、图 2-4、图 2-5 中可以看出两种方法的计算结果能够达到很好的吻合程度，说明求得的解析解是正确的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]盘式制动器摩擦振动的非线性动力学研究[J]. 姚亚航,王国权,王书文,王立勇,陈勇. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2018(04)
[2]通风盘式制动器10自由度摩擦振动分析[J]. 姚亚航,王国权,赵双侠,王立勇,陈勇. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2018(03)
[3]分数阶达芬振子的超谐与亚谐联合共振[J]. 姜源,申永军,温少芳,杨绍普. 力学学报. 2017(05)
[4]双质体振动机Hopf分岔反控制问题的理论分析和数值研究[J]. 蒋超,杨强,徐慧东,韩志军. 太原理工大学学报. 2017(05)
[5]位移反馈分数阶PID控制对单自由度线性振子的影响[J]. 牛江川,申永军,杨绍普,李素娟. 控制理论与应用. 2016(09)
[6]基于速度反馈分数阶PID控制的达芬振子的主共振[J]. 牛江川,申永军,杨绍普,李素娟. 力学学报. 2016(02)
[7]质量-弹簧-带摩擦自激振动系统的分岔特性及其控制研究[J]. 李小彭,孙德华,岳冰,王丹,闻邦椿. 振动与冲击. 2015(15)
[8]干摩擦诱发汽车制动系统颤振时多极限环特性[J]. 史伟,魏道高,胡美玲,潘之杰,陈浙伟. 汽车工程学报. 2015(01)
[9]两自由度干摩擦振动系统粘滑运动分析[J]. 张有强,丁旺才. 振动与冲击. 2013(07)
[10]含分数阶微分的线性单自由度振子的动力学分析（Ⅱ）[J]. 申永军,杨绍普,邢海军. 物理学报. 2012(15)
博士论文
[1]工程车辆粘弹性缓冲结构分数阶阻尼特性研究[D]. 李占龙.西安理工大学 2016
[2]几类分数阶非线性微分方程解的存在理论及应用[D]. 王国涛.西安电子科技大学 2014
[3]分数阶PID控制器及参数不确定分数阶系统稳定域分析[D]. 梁涛年.西安电子科技大学 2011
[4]基于阻尼衬垫的汽车盘式制动器噪声机理研究[D]. 侯俊.武汉理工大学 2009
[5]摩擦自激振动系统的非线性动力学特征与分岔控制研究[D]. 黄毅.天津大学 2009
硕士论文
[1]基于粘滑机理的动车组制动夹钳摩擦颤振研究[D]. 陈超.西南交通大学 2018
[2]浮钳盘式制动器制动特性仿真及试验研究[D]. 唐玉龙.山东理工大学 2018
[3]车辆制动系统摩擦诱导振动非线性动力学研究[D]. 唐斌斌.兰州交通大学 2017
[4]干摩擦诱发盘式制动器系统的分岔与混沌研究[D]. 赵文静.合肥工业大学 2017
[5]分数阶阻尼悬架系统时滞吸振控制研究[D]. 宋洪涛.山东理工大学 2016
[6]干摩擦诱发汽车制动系统非线性振动特性研究[D]. 王波.合肥工业大学 2015
[7]盘式制动器的参数化建模及强度分析[D]. 王亮.武汉理工大学 2014
[8]基于ADAMS的盘式制动器多柔体仿真分析[D]. 张坤.武汉理工大学 2010
[9]微型车盘式制动器粘—滑振动的研究[D]. 南旭东.武汉理工大学 2008
[10]气压盘式制动器物理建模与仿真分析[D]. 向上升.武汉理工大学 2007
本文编号：3454132
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