汽车盘式制动器制动尖叫噪声的分析与试验

发布时间：2022-12-11 17:26

　　本文从复模态分析的理论出发,借助计算机有限元仿真技术,并通过实验测试和分析的手段来探究盘式制动器尖叫噪声产生的机理,并且引入自己的观点,分析其成因,最后从灵敏度分析和压力分布改善两个方面给出局部优化路径。本文首先介绍了国内外对盘式制动器尖叫噪声问题的研究现状及盘式制动器的基本结构和工作原理,接着依据现有的研究理论,从系统不稳定性这一角度对盘式制动器尖叫噪声的发生机理进行剖析,并从子结构模态频率关于制动器的复模态特征值实部的灵敏度以及摩擦片与制动盘间载荷分布对不稳定性的影响这两个方面进行了讨论。概括起来,本文研究的主要内容如下所示:（1）建立盘式制动器的简化物理模型,通过推导及分析其对应的动力学微分方程组及其矩阵,阐述其发生制动尖叫噪声的机理,并且对于盘式制动器的一般分析方法和优化途径进行了简单介绍,以此引出研究的重点。（2）通过一系列的制动器台架模拟试验及子结构试验,如台架SAEJ2521标准测试和子结构固有频率测试等,确定制动器发生尖叫噪声的频率及其对应工况,并且对其试验结果进行初步的分析和归纳,作为后续有限元仿真计算的基础和参照。（3）建立与实物相符的盘式制动器3D模型,并在有限元... 

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的目的和意义
    1.2 制动尖叫噪音国内外研究现状及存在问题分析
        1.2.1 制动噪声的发展和分类
        1.2.2 制动尖叫噪声产生的机理及相关研究
    1.3 本文研究的主要内容
        1.3.1 本文主要研究的目标及对象
        1.3.2 研究的主要内容
        1.3.3 研究的主要方法
    1.4 本章小结
第二章 汽车制动器的结构与功能介绍
    2.1 汽车制动系统的介绍以及盘式制动器的发展和特点
        2.1.1 汽车制动系统的相关介绍
        2.1.2 盘式制动器发展和优缺点
    2.2 浮钳盘式制动器的构成及工作原理
        2.2.1 浮钳盘式制动器的构成
        2.2.2 浮钳盘式制动器的工作原理
    2.3 盘式制动器的主要性能参数及相关测试标准
    2.4 本章小结
第三章 盘式制动器振动噪声的理论分析及特点
    3.1 噪声的产生与振动的关系
    3.2 盘式制动器制动噪声与摩擦力的关系
    3.3 多自由度理论模型及其分析
    3.4 制动噪声发生的特点及一般分析优化方法
        3.4.1 制动器噪声发生的常见工况及特点
        3.4.2 盘式制动器制动尖叫噪声的分析方法
        3.4.3 制动尖叫噪声的一般优化方案
    3.5 本章小结
第四章 制动器试验测试及有限元分析
    4.1 制动器惯性台架噪声试验
        4.1.1 Horiba制动器惯性试验台及相关测试设备介绍
        4.1.2 制动器前期台架噪声试验及结果分析
    4.2 子结构零部件固有频率测试
    4.3 有限元分析方法概述及模态分析理论
        4.3.1 有限元分析方法概述
        4.3.2 模态分析与综合法
        4.3.3 多自由度系统的实模态和复模态的区别
        4.3.4 多自由度系统模态计算的相关理论
    4.4 制动器的三维几何模型
    4.5 制动器有限元模型及其仿真
        4.5.1 ABAQUS有限元软件以及求解器
        4.5.2 有限元模型单元的选择
        4.5.3 子结构有限元模型建立
        4.5.4 子结构装配条件及制动器有限元模型的建立
        4.5.5 仿真计算流程
        4.5.6 子结构模态参数提取
        4.5.7 子结构有限元仿真与固有频率测试结果对应分析
        4.5.8 制动器复模态的有限元分析
        4.5.9 制动压力对制动器复模态及子结构模态频率的影响
    4.6 本章小结
第五章 制动器尖叫特性分析及优化
    5.1 制动器复特征值实部关于子结构模态频率的灵敏度分析
        5.1.1 灵敏度分析概述
        5.1.2 复特征值实部关于子结构模态频率的灵敏度推导
        5.1.3 制动器尖叫噪声工作变形测试
        5.1.4 测试所得工作变形结果与有限元不稳定模态振型相关性计算
        5.1.5 制动器不稳定模态关于子结构模态频率灵敏度分析
        5.1.6 基于子结构模态频率灵敏度分析的噪声优化方向分析
    5.2 压力分布对制动尖叫噪声的影响分析
        5.2.1 制动器摩擦片与制动盘间载荷分布模型
        5.2.2 制动器压力分布的有限元分析
        5.2.3 实际压力分布测试及影响因素的分析
        5.2.4 摩擦片与制动盘压力分布的影响因素分析
        5.2.5 摩擦片压缩应变值的测试
        5.2.6 制动器摩擦片基于压力分布改善的优化方案正交试验设计
        5.2.7 摩擦片压力分布优化方案的有限元计算及试验验证
    5.3 本章小结
第六章 结论
    6.1 研究过程和结论
    6.2 本文的创新点
    6.3 不足和改进
参考文献
作者在读期间科研成果简介
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车盘式制动器制动噪声优化抑制仿真[J]. 王文竹,李杰,刘刚,程勉宏.  计算机仿真. 2019(01)
[2]通过阻尼降噪方式改善盘式制动器尖叫的研究[J]. 李碧军,戴锐,钱益明,徐可新,吴伟胜.  汽车科技. 2018(03)
[3]复模态盘式制动器NVH性能分析与改进[J]. 施佳辉,王东方,缪小冬,王卉.  河南科技大学学报(自然科学版). 2018(04)
[4]制动摩擦噪声产生机理与控制方法的研究进展[J]. 周奇郑,王德石,高晟耀,刘宝.  噪声与振动控制. 2017(05)
[5]基于有限元方法的盘式制动器制动噪声研究[J]. 周亚南,何丹丹,沈昕璐,郑洲洋,李尧.  农业装备与车辆工程. 2017(08)
[6]盘式制动系统参数对制动颤振的影响分析[J]. 李小彭,李加胜,李木岩,闻邦椿.  振动.测试与诊断. 2017(01)
[7]汽车盘式制动器蠕动颤振试验与理论分析[J]. 张立军,张频捷,孟德建.  汽车工程. 2016(09)
[8]基于模态耦合分析盘式制动器制动尖叫的降噪方案研究[J]. 巩飞,蓝翔.  北京汽车. 2016(02)
[9]汽车制动器摩擦颤振综述[J]. 张立军,郑一兵,孟德建,张频捷.  同济大学学报(自然科学版). 2016(03)
[10]摩擦衬片包角对盘式制动器尖叫影响的仿真分析[J]. 张立军,陈前银,刁坤,孟德建,余卓平.  振动与冲击. 2016(05)

硕士论文
[1]消音片结构参数对汽车盘式制动器尖叫的影响分析[D]. 朱琦.江苏大学 2018
[2]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
[3]列车制动热对制动噪声的影响分析[D]. 张青.西南交通大学 2016



本文编号：3719195