【摘要】： 鼓式制動(dòng)器是汽車上常用的制動(dòng)裝置,它利用摩擦力實(shí)現(xiàn)駐車或使行駛中的汽車減速、停車,是汽車上重要的安全部件之一。人們在追求制動(dòng)器大的剎車力的過程中,也發(fā)現(xiàn)了制動(dòng)過程中的一些問題,如摩擦磨損、發(fā)熱、制動(dòng)尖叫、制動(dòng)振動(dòng)等。這些問題伴隨制動(dòng)器而產(chǎn)生,日益成為人們關(guān)注的重要問題。制動(dòng)過程中的低頻振動(dòng),不僅影響汽車的舒適性,而且會(huì)損害汽車零部件,甚至導(dǎo)致災(zāi)難。國內(nèi)外很早就開始了對制動(dòng)器相關(guān)問題的研究,但關(guān)于制動(dòng)器低頻制動(dòng)振動(dòng),特別是鼓式制動(dòng)器低頻振動(dòng)研究的成果卻少見公開報(bào)道。 本學(xué)位論文圍繞鼓式制動(dòng)器的低頻振動(dòng)展開研究,并將研究成果用于指導(dǎo)優(yōu)化鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)。其主要工作如下: 通過分析鼓式制動(dòng)器工作原理和低頻制動(dòng)振動(dòng)特性,提出了一個(gè)模擬鼓式制動(dòng)器低頻制動(dòng)振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理的兩自由度非線性模型。通過分析說明了鼓式制動(dòng)器制動(dòng)過程中的低頻振動(dòng)主要是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)耦合而產(chǎn)生的,結(jié)構(gòu)參數(shù)對其振動(dòng)特性有重要的影響。 論文以領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器為原型提出了模擬鼓式制動(dòng)器制動(dòng)振動(dòng)的五自由度非線性模型,并對其進(jìn)行了穩(wěn)定性分析,研究了參數(shù)變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,得到了各種參數(shù)組合情況下系統(tǒng)在參數(shù)平面上的穩(wěn)定性區(qū)域,為改進(jìn)鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。 運(yùn)用中心流形理論對五自由度非線性模型在分叉點(diǎn)附近進(jìn)行約化,通過計(jì)算規(guī)范形等方法研究了系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)極限環(huán)顫振振幅的影響,得到了系統(tǒng)參數(shù)對振幅的影響規(guī)律。 在剛體模型研究的基礎(chǔ)上,論文通過建立有限元模型,研究了鼓式制動(dòng)器的低頻制動(dòng)振動(dòng)特性,與剛體模型的研究結(jié)果相比較,其結(jié)果相近。 論文研究了運(yùn)用遺傳算法對鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的方法,并將前面制動(dòng)低頻振動(dòng)研究的成果運(yùn)用于優(yōu)化過程中,用Matlab編寫程序?qū)崿F(xiàn)了鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,優(yōu)化后制動(dòng)效能有明顯的提高。 在理論研究的基礎(chǔ)上,論文通過臺(tái)架試驗(yàn)研究,分析了鼓式制動(dòng)器低頻振動(dòng)的試驗(yàn)特征,同時(shí)也驗(yàn)證了理論分析的結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：U463.511;TB533
【圖文】：

Murakami[16]等人也使用DPHI技術(shù)研究了盤式制動(dòng)器的振動(dòng)，除了的結(jié)論外，還指出當(dāng)制動(dòng)盤等部件的自然頻率相近時(shí)制動(dòng)尖叫更容易hta[23]等人不僅測量了盤式制動(dòng)器的振動(dòng)幅值，而且給出了各個(gè)自動(dòng)響應(yīng)過程。Nishiwaki[24]等人使用DPHI技術(shù)測量了盤式制動(dòng)器各個(gè)部下的模態(tài)響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)各個(gè)部件的模態(tài)頻率非常接近，認(rèn)為制動(dòng)尖叫盤而消除。后來全息干涉技術(shù)被Fieldhouse和Newcomb[25,26]用來測量的振動(dòng),他們不僅得到了與Felske，Nishiwaki等人相近的結(jié)論，還。進(jìn)入九十年代后，Dunlap[27],Matsuzake[28],Izumihara[28],Chen[29,30]了in-plane模態(tài)和out-of-plane模態(tài)的頻率對制動(dòng)尖叫的影響，普制動(dòng)尖叫的主要因素。el[31]認(rèn)為通過測量制動(dòng)系統(tǒng)的聲輻射可以預(yù)測制動(dòng)尖叫的相關(guān)信息， 1.1 Spurr 的解釋 Sprag－Slip 模型的示意圖。其中 P 點(diǎn)為支撐點(diǎn)，θ 為 P點(diǎn)到接觸面中心連線與接觸面的夾角[14]。

air[47]在 1995 年對于其它類型的制動(dòng)器也得到了相類似結(jié)論與研究小提琴上琴弦與琴弓間“Stick-and slip]得到的結(jié)論也是一致的。以圖 1.2 中的模型為例，設(shè)數(shù)sμ 大于滑動(dòng)摩擦系數(shù)kμ 。質(zhì)量塊m 在開始時(shí)是粘在增加，當(dāng)彈簧力超過靜態(tài)摩擦力時(shí)，m 開始加速運(yùn)動(dòng)，即m 的運(yùn)動(dòng)速度 x&以變加速度方式上升。直到 x&達(dá)到重復(fù)這個(gè)過程，就構(gòu)成了自激振動(dòng)。這個(gè)過程在文獻(xiàn)[ls 等人的結(jié)論一樣，Kajdanowsky[50]，Morgan[51]等人也件是摩擦系數(shù)隨相對滑動(dòng)速度的增加而減小。是由于 0k sd μ dν < 的理論在最近很多年一直不怎么被 Smales[52]在研究盤式制動(dòng)器 100HZ 以下低頻噪聲的時(shí)，Eriksson 和 Jacobson[53]進(jìn)行了這方面的相關(guān)研究。

當(dāng)1tan (1/ )kθ μ → 時(shí)fF → ∞ ，元件都由一定的柔性，在很大的法向力會(huì)使桿在摩擦面上發(fā)生滑動(dòng)，從而從“立，進(jìn)入一個(gè)循環(huán)，從而產(chǎn)生 sprag-slip 式制動(dòng)器的穩(wěn)定性分析，他對盤式制動(dòng)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤和摩擦材料間的接觸況，通過試驗(yàn)研究了盤式制動(dòng)器的制動(dòng)生系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況。他的這些觀點(diǎn)r[19], North[59]等人的響應(yīng)和贊同。在文獻(xiàn) 模型的不穩(wěn)定原因提出了“幾何原因”文獻(xiàn)[16]中則將前面的兩種理論結(jié)合起來和 sprag-slip 理論都存在。

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本文編號：2758873