本文關鍵詞：基于有限元分析與臺架試驗的某型轎車盤式制動器減振降噪研究

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【摘要】：汽車盤式制動器在工作時,極易產生一種使人耳極不舒服的噪聲,我們稱這種噪聲為制動尖叫。一方面,制動尖叫不僅會影響駕駛員對汽車的正常操作,還會對外界環(huán)境造成相當?shù)脑肼曃廴?另一方面,制動尖叫的存在也是汽車整體品質的一種破壞。然而,制動尖叫的發(fā)生機理本身又異常復雜,時至今日仍沒有統(tǒng)一的定論。為此,關于制動尖叫噪聲的抑制成為整車廠及零部件制造商迫切需要解決的重點和難點問題。本文從實驗和數(shù)值模擬兩個方面,研究汽車盤式制動器的制動噪音及其抑制問題。實驗方面,利用某汽車研發(fā)中心搭建的盤式制動器制動試驗臺(LINK 3900制動試驗臺),嚴格按照美國機動車工程師協(xié)會認證的SAE J2521,SAE J2522制動試驗標準,模擬試驗了某型轎車盤式制動器在多種工況下發(fā)出制動尖叫噪聲的情況。針對試驗過程中所獲得的大量數(shù)據。一方面,基于現(xiàn)有的幾類主流汽車制動尖叫噪聲理論,定性討論了該型轎車盤式制動器發(fā)生制動尖叫的機理,另一方面,定量獲得了噪聲頻率與摩擦系數(shù),環(huán)境溫度,制動速度,驅動扭矩等變化量之間的數(shù)學關系。數(shù)值模擬方面,基于ANSYS WorkBench商用CAE軟件,對該型盤式制動器總成、零件間的配合體、以及零件等進行了高仿真度的有限元模態(tài)分析,從模態(tài)耦合的角度對制動噪音的發(fā)生進行了模擬和解釋。最后,基于試驗和仿真所提示的可能影響制動噪音發(fā)生的各類因素,給出了針對盤式制動器進行設計改進的若干措施,以實現(xiàn)減振降噪的目的。這些措施具體包括,對制動器各零部件的材料進行優(yōu)化改進,對制動器各零部件的結構形式進行優(yōu)化改進,特別是消除制動盤、制動襯片及制動鉗等結構方面存在的缺陷等。針對改進后的幾個典型制動器模型,ANSYS WorkBench的模擬結果顯示了明顯的減振降噪效果。
【關鍵詞】：汽車盤式制動器 振動噪聲 臺架試驗 模態(tài)分析
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.512
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 前言8-15
• 1.1 引言8
• 1.2 振動噪聲的定義8-9
• 1.3 振動噪聲的危害9-10
• 1.4 國內外對制動器振動噪聲的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.5 噪聲產生原因的推測12-13
• 1.6 本文擬解決的問題13-15
• 2 制動噪聲產生機理及有限元分析基本理論15-28
• 2.1 盤式制動器的分類15-17
• 2.2 盤式制動器的特點17
• 2.3 盤式制動器的受力分析17-18
• 2.4 振動與噪聲之間的關系18-19
• 2.5 四種基本噪聲機理研究19-24
• 2.6 有限元結構振動分析的基本原理24-28
• 3 制動噪聲試驗部分28-45
• 3.1 試驗目的28
• 3.2 試驗設備組成及試驗方案28-34
• 3.2.1 試驗設備組成28-33
• 3.2.2 試驗方案33-34
• 3.3 技術參數(shù)34
• 3.4 實驗操作34-36
• 3.4.1 制動器在臺架上的安裝34-35
• 3.4.2 噪聲的測量35-36
• 3.5 數(shù)據分析與計算36-38
• 3.5.1 制動效能的計算36-37
• 3.5.2 噪音發(fā)生的絕對百分比計算37
• 3.5.3 制動操作的分類37-38
• 3.6 信號數(shù)據的采集38
• 3.7 實驗數(shù)據結果分析38-45
• 4 有限元仿真分析45-59
• 4.1 制動器SolidWorks三維模型的建立45
• 4.2 模態(tài)分析45-59
• 4.2.1 有限元模態(tài)分析簡介45-46
• 4.2.2 盤式制動器盤片組合的模態(tài)分析46-53
• 4.2.3 盤式制動器缸-片-盤組合的模態(tài)分析53-55
• 4.2.4 盤式制動器鉗-片組合的模態(tài)分析55-59
• 5 利用模型進行降噪設計59-66
• 5.1 盤式制動器控制振動噪聲的方法59-60
• 5.2 盤式制動器制動襯片的優(yōu)化60-61
• 5.3 盤式制動器制動盤的優(yōu)化61-63
• 5.4 盤式制動器制動鉗體的優(yōu)化63-64
• 5.5 盤式制動器整體系統(tǒng)的減振降噪64-66
• 5.5.1 整體系統(tǒng)的振動噪聲理論分析64-65
• 5.5.2 整體降噪方案分析65-66
• 6 結論與展望66-68
• 6.1 結論66-67
• 6.2 展望67-68
• 7 參考文獻68-73
• 8 致謝73

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本文編號：815498