本文關(guān)鍵詞：盤式制動器新型閉環(huán)耦合模型建模及分析方法研究

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【摘要】：制動噪聲問題一直是汽車行業(yè)最棘手的問題之一。制動噪聲方面的研究不僅具有重要的工程價(jià)值,而且具有較好的學(xué)術(shù)價(jià)值。閉環(huán)耦合模型是一種廣泛應(yīng)用的、行之有效的制動噪聲分析模型。傳統(tǒng)的閉環(huán)耦合模型以假想的耦合彈簧代表子結(jié)構(gòu)間的接觸,但耦合彈簧的物理意義及其剛度的取值缺少明確的理論推導(dǎo)和系統(tǒng)方法。本文基于閉環(huán)耦合理論和全新的建模假設(shè),利用模態(tài)綜合技術(shù)建立了一個(gè)新的盤式制動器制動尖叫閉環(huán)耦合模型,詳細(xì)給出了受力分析、系統(tǒng)動力學(xué)方程建立、坐標(biāo)縮減、模態(tài)坐標(biāo)變換到復(fù)特征值分析的全過程。并將摩擦面摩擦系數(shù)隨相對速度變化的負(fù)斜率特性引入模型,提高了模型預(yù)測精度。與傳統(tǒng)閉環(huán)耦合模型不同,新模型取消了假想的耦合彈簧,使模型理論更加嚴(yán)謹(jǐn),避免了建模過程中需反復(fù)調(diào)整模型參數(shù)所導(dǎo)致的結(jié)果的不確定性。制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)之間匹配不當(dāng)引起的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定是制動尖叫產(chǎn)生的根本原因,本文針對所建立的新型閉環(huán)耦合模型,詳細(xì)推導(dǎo)了噪聲模態(tài)的子結(jié)構(gòu)模態(tài)構(gòu)成分析和子結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)(模態(tài)頻率和振型)靈敏度分析方法,可分析子結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)對系統(tǒng)不穩(wěn)定程度的影響程度,確定關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)參數(shù),為針對性地制定抑制尖叫措施提供分析手段。利用本文所建模型和分析方法對一有尖叫傾向的盤式制動器進(jìn)行計(jì)算分析。通過算例與臺架噪聲試驗(yàn)結(jié)果的對比證明了模型的有效性和建模精度,并初步研究了摩擦系數(shù)負(fù)斜率以及制動工況(制動壓力)對系統(tǒng)不穩(wěn)定傾向的影響。并對目標(biāo)制動器的某一高頻尖叫模態(tài)進(jìn)行了深入分析,找到了影響該階尖叫模態(tài)的關(guān)鍵子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù),分析結(jié)果和相關(guān)文獻(xiàn)定性一致,分析結(jié)果所指示的修改方向與生產(chǎn)廠商的抑噪工程實(shí)踐結(jié)果一致,從而證明了所推導(dǎo)分析方法的有效性。通過這些工作,形成了比較系統(tǒng)的新型閉環(huán)耦合模型理論,為利用此模型進(jìn)行制動尖叫分析并提出抑噪措施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：制動尖叫 盤式制動器 新型閉環(huán)耦合模型 子結(jié)構(gòu)模態(tài)構(gòu)成分析 靈敏度分析
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.512
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究的背景和意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 制動噪聲分類和影響因素10-11
• 1.2.2 制動尖叫產(chǎn)生機(jī)理11-12
• 1.2.3 制動尖叫研究方法12-13
• 1.2.4 制動尖叫抑制措施13-14
• 1.3 傳統(tǒng)閉環(huán)耦合模型14-17
• 1.3.1 建模假設(shè)14-15
• 1.3.2 耦合剛度矩陣推導(dǎo)15-16
• 1.3.3 影響模型精度的重要因素16-17
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 制動器子結(jié)構(gòu)有限元建模和模態(tài)參數(shù)提取18-30
• 2.1 目標(biāo)制動器18-19
• 2.2 有限元建模19-25
• 2.2.1 模型坐標(biāo)系19
• 2.2.2 生成幾何模型19-20
• 2.2.3 劃分單元20
• 2.2.4 材料參數(shù)20-21
• 2.2.5 有限元模型的檢驗(yàn)和校正21-25
• 2.3 最終得到的有限元模型和參數(shù)25-29
• 2.3.1 子結(jié)構(gòu)有限元模型25
• 2.3.2 子結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)25-29
• 2.3.3 模態(tài)參數(shù)的后處理29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 新型閉環(huán)耦合模型建立30-50
• 3.1 建模條件30
• 3.2 建模過程30-45
• 3.2.1 子結(jié)構(gòu)耦合及受力分析30-32
• 3.2.2 子結(jié)構(gòu)動力學(xué)方程32-36
• 3.2.3 系統(tǒng)動力學(xué)方程36-40
• 3.2.4 坐標(biāo)變換40-45
• 3.3 摩擦系數(shù)負(fù)斜率特性的引入45-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 抑制制動尖叫的分析方法50-56
• 4.1 子結(jié)構(gòu)模態(tài)構(gòu)成分析50-51
• 4.2 子結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)靈敏度分析法51-55
• 4.2.1 靈敏度和相對靈敏度51-52
• 4.2.2 噪聲模態(tài)特征值實(shí)部關(guān)于子結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率的靈敏度52-53
• 4.2.3 噪聲模態(tài)特征值實(shí)部關(guān)于子結(jié)構(gòu)模態(tài)振型的靈敏度53-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第5章 目標(biāo)制動器制動尖叫特性分析56-70
• 5.1 計(jì)算流程56-57
• 5.1.1 摩擦系數(shù)和耦合剛度的選取57
• 5.2 系統(tǒng)不穩(wěn)定模態(tài)57-62
• 5.2.1 庫倫摩擦下的模型計(jì)算結(jié)果57-58
• 5.2.2 考慮摩擦系數(shù)負(fù)斜率特性的模型計(jì)算結(jié)果58
• 5.2.3 模型計(jì)算結(jié)果與臺架試驗(yàn)結(jié)果58-59
• 5.2.4 制動壓力對系統(tǒng)不穩(wěn)定傾向的影響59-62
• 5.3 尖叫模態(tài)子結(jié)構(gòu)構(gòu)成分析62-64
• 5.4 尖叫模態(tài)子結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率靈敏度分析64-65
• 5.5 尖叫模態(tài)子結(jié)構(gòu)特征向量相對靈敏度分析65-67
• 5.6 制動片倒角對系統(tǒng)不穩(wěn)定度的影響67-69
• 5.7 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果75-76
• 致謝76

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本文編號：1000911