鼓式制动器低频振动理论与特性研究

发布时间：2020-07-17 02:44

【摘要】： 鼓式制动器是汽车上常用的制动装置,它利用摩擦力实现驻车或使行驶中的汽车减速、停车,是汽车上重要的安全部件之一。人们在追求制动器大的刹车力的过程中,也发现了制动过程中的一些问题,如摩擦磨损、发热、制动尖叫、制动振动等。这些问题伴随制动器而产生,日益成为人们关注的重要问题。制动过程中的低频振动,不仅影响汽车的舒适性,而且会损害汽车零部件,甚至导致灾难。国内外很早就开始了对制动器相关问题的研究,但关于制动器低频制动振动,特别是鼓式制动器低频振动研究的成果却少见公开报道。本学位论文围绕鼓式制动器的低频振动展开研究,并将研究成果用于指导优化鼓式制动器设计。其主要工作如下: 通过分析鼓式制动器工作原理和低频制动振动特性,提出了一个模拟鼓式制动器低频制动振动产生机理的两自由度非线性模型。通过分析说明了鼓式制动器制动过程中的低频振动主要是由于内部结构参数耦合而产生的,结构参数对其振动特性有重要的影响。论文以领从蹄式鼓式制动器为原型提出了模拟鼓式制动器制动振动的五自由度非线性模型,并对其进行了稳定性分析,研究了参数变化对系统稳定性的影响,得到了各种参数组合情况下系统在参数平面上的稳定性区域,为改进鼓式制动器的设计提供了依据。运用中心流形理论对五自由度非线性模型在分叉点附近进行约化,通过计算规范形等方法研究了系统参数对系统极限环颤振振幅的影响,得到了系统参数对振幅的影响规律。在刚体模型研究的基础上,论文通过建立有限元模型,研究了鼓式制动器的低频制动振动特性,与刚体模型的研究结果相比较,其结果相近。论文研究了运用遗传算法对鼓式制动器结构进行优化的方法,并将前面制动低频振动研究的成果运用于优化过程中,用Matlab编写程序实现了鼓式制动器的结构优化,优化后制动效能有明显的提高。在理论研究的基础上,论文通过台架试验研究,分析了鼓式制动器低频振动的试验特征,同时也验证了理论分析的结果。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U463.511;TB533
【图文】：

示意图,示意图,盘式制动器,接触面

Murakami[16]等人也使用DPHI技术研究了盘式制动器的振动，除了的结论外，还指出当制动盘等部件的自然频率相近时制动尖叫更容易hta[23]等人不仅测量了盘式制动器的振动幅值，而且给出了各个自动响应过程。Nishiwaki[24]等人使用DPHI技术测量了盘式制动器各个部下的模态响应，发现各个部件的模态频率非常接近，认为制动尖叫盘而消除。后来全息干涉技术被Fieldhouse和Newcomb[25,26]用来测量的振动,他们不仅得到了与Felske，Nishiwaki等人相近的结论，还。进入九十年代后，Dunlap[27],Matsuzake[28],Izumihara[28],Chen[29,30]了in-plane模态和out-of-plane模态的频率对制动尖叫的影响，普制动尖叫的主要因素。el[31]认为通过测量制动系统的声辐射可以预测制动尖叫的相关信息， 1.1 Spurr 的解释 Sprag－Slip 模型的示意图。其中 P 点为支撑点，θ 为 P点到接触面中心连线与接触面的夹角[14]。

自激振动

air[47]在 1995 年对于其它类型的制动器也得到了相类似结论与研究小提琴上琴弦与琴弓间“Stick-and slip]得到的结论也是一致的。以图 1.2 中的模型为例，设数sμ 大于滑动摩擦系数kμ 。质量块m 在开始时是粘在增加，当弹簧力超过静态摩擦力时，m 开始加速运动，即m 的运动速度 x&以变加速度方式上升。直到 x&达到重复这个过程，就构成了自激振动。这个过程在文献[ls 等人的结论一样，Kajdanowsky[50]，Morgan[51]等人也件是摩擦系数随相对滑动速度的增加而减小。是由于 0k sd μ dν < 的理论在最近很多年一直不怎么被 Smales[52]在研究盘式制动器 100HZ 以下低频噪声的时，Eriksson 和 Jacobson[53]进行了这方面的相关研究。

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当1tan (1/ )kθ μ → 时fF → ∞ ，元件都由一定的柔性，在很大的法向力会使杆在摩擦面上发生滑动，从而从“立，进入一个循环，从而产生 sprag-slip 式制动器的稳定性分析，他对盘式制动式制动器的制动盘和摩擦材料间的接触况，通过试验研究了盘式制动器的制动生系统不稳定的情况。他的这些观点r[19], North[59]等人的响应和赞同。在文献模型的不稳定原因提出了“几何原因”文献[16]中则将前面的两种理论结合起来和 sprag-slip 理论都存在。

【相似文献】