摩擦-消音片结构对盘式制动器尖叫噪声的影响研究

针对某汽车盘式制动器存在制动尖叫噪声问题,研究了不同倒角结构的摩擦片、不同阻尼层厚度的消音片,以及两者匹配对制动尖叫噪声的影响,并通过台架试验分别对研究得到的最佳匹配方案和原方案进行噪声测试。研究结果表明,5种不同倒角结构摩擦片中,对称结构的倒角优于不对称结构,不对称结构的倒角解决频率较为集中的单处噪声效果较好,其中,对称直倒角结构降噪效果最好,但易诱发新的噪声;消音片阻尼层厚度逐渐增大时尖叫噪声发生的倾向性呈现先减小后增大的趋势;摩擦片与消音片的合理匹配能有效改善尖叫噪声,对称倒角和不对称倒角结构的摩擦片分别匹配消音片时的降噪趋势相反,其中对称斜倒角结构的摩擦片与阻尼层厚度为0.28 mm的消音片匹配时降噪效果最好,噪声发生度比原方案降低了97.98%。

制动工况对盘式刹车片磨损量的影响

刹车片是制动系统中最关键的安全零件之一,在保障驾驶员行车安全中起着至关重要的作用,不同的制动工况对刹车片磨损量有不同的影响。为了探究制动工况对盘式刹车片磨损量的影响,利用Ansys Workbench仿真软件,基于Archard磨损模型建立刹车片的磨损仿真模型,并通过APDL命令流添加Archard磨损命令,实现对刹车片的磨损仿真,分析了计算刹车片的磨损量。搭建刹车片摩擦磨损试验台,并随机选取5组不同的制动工况进行刹车片磨损试验,对比分析试验结果与仿真结果,验证了仿真模型的正确性。研究结果表明,在设定的参数范围内,制动压力对刹车片磨损量的影响比制动初速度的影响小;在没有外界热源的干预下,刹车片表面温度对磨损量的单独影响比制动初速度、制动压力等其他参数对刹车片磨损量的综合影响更小。

摩擦衬片包角对盘式制动器尖叫影响的仿真分析

摩擦衬片包角对制动尖叫具有重要影响。针对某通风盘式制动器,建立有限元复模态模型并通过尖叫台架试验进行了正确性验证。基于该模型针对5种包角水平的摩擦衬片,通过仿真计算分析其对制动尖叫倾向性的影响,并从制动块自由模态特性、盘块间接触压力分布、不稳定模态频率及模态耦合特性角度解释了不同摩擦衬片包角对制动尖叫的影响机制。分析表明:摩擦衬片包角的改变会同时引起制动块结构特性变化和接触压力分布的变化,进而引起不稳定模态数量、频率和模态耦合特性的改变。

现代轨道交通刹车材料的发展与应用

分析了轨道交通车辆用盘形制动装置中闸片/制动盘组成的摩擦副的工作条件及其对材料的要求,介绍了铸铁闸片、树脂基闸片、铁基和铜基粉末冶金闸片的性能特点及适用领域,重点分析了粉末冶金闸片各组元的功能及摩擦磨损性能调控机制.基于制动盘热斑形成机理,阐明了闸片形状与排布对制动盘热源分布的影响规律.阐述了铸铁、铸钢、锻钢、金属基复合材料和C/C复合材料制动盘的研究进展,并指出了现代轨道交通刹车材料设计与制造的研究热点及研究方向.

摩擦副结构与制动盘温度关系的试验与模拟研究

摩擦副结构是影响制动盘温度分布的重要因素之一。针对闸片形状为圆形、三角形和六边形三种结构的摩擦副,采用制动试验台进行了速度为50~250 km/h的制动试验,并利用ABAQUS软件数值模拟了三种摩擦副不同工况条件下制动盘温度场的变化过程。结果表明：数值模拟温度场与试验测试结果具有良好的相似性。摩擦副结构对盘面温度分布的影响程度与制动条件密切相关,其结构形式对制动盘面温度的影响程度在制动初期最为明显,且随制动初速度和制动压力的增加而增加。这缘于闸片结构的不同导致了摩擦面摩擦弧长分布的不同,随制动速度升高和压力增加,摩擦弧长的差异起到了放大能量差别的作用,从而表现制动盘温度分布对闸片结构的敏感程度增加。

和谐号动车组基础制动装置

和谐号动车组基础制动装置是高速列车在制动系统其他制动措施失效情况下的最后一道安全保障。在分析高速动车组基础制动装置基本要求的基础上,介绍了和谐号动车组基础制动装置的工作原理、组成、选型原则及试验方法。

汽车制动颤鸣现象的仿真分析

汽车的制动颤鸣现象是制动盘与摩擦块间的相对运动引起的两个摩擦表面间的粘滑运动,且由于其非线性振动的特性导致高自由度下的粘滑运动难以进行解析计算。建立了一个6自由度的制动颤鸣模型,通过数值仿真分析了汽车低速时制动压力、初始时刻制动盘与摩擦块之间的相对运动速度对制动颤鸣现象的影响,并指出通过合理控制这两个要素,可抑制制动颤鸣现象的产生。

无钢纤维摩擦材料的振动噪声试验研究

对自行研制的无钢纤维混杂增强摩擦材料的振动噪声性能进行研究。从频域和时域多个方面,探讨材料的阻尼系数及其他因素对摩擦材料振动及制动噪声的影响;通过对信号的对比分析,研究振动和噪声的关系;探讨汽车刹车片产生振动与噪声的机理及其有效的控制途径。

优化结构闸片对制动盘温度及热应力的影响

为了研究列车制动产生摩擦热对制动盘的耐热疲劳性能的影响,分析了摩擦热流分布与闸片结构的关系,提出一种优化闸片摩擦块固定位置,达到改善制动盘摩擦热分布的方法,采用有限元软件ABAQUS对优化前后的闸片制动过程进行了数值模拟,结果表明:与闸片优化前相比,闸片优化后制动盘最高温度和热应力分别下降的17%和23%,沿制动盘径向分布更均匀.

混杂纤维盘式制动闸片材料的装车实验研究

采用混杂纤维作增强材料生产列车客车车辆闸片,依据TB/T3118—2005进行了"现车运用试验"。实际测量了闸片的磨耗和表面状况,在线测量了制动盘厚度变化并对制动盘表面进行了观测。实验结果表明,闸片线磨损率低,表面平整无龟裂、塌边和掉渣等,制动盘面光洁,无集中产生热斑和微裂纹等异常状况。摩擦学机理分析指出,混杂纤维闸片摩擦工作面的成膜成分直接影响盘-片对磨偶的摩擦形貌,其成分的相对稳定化是改善盘-片匹配性的关键。

摩擦块形状对制动盘摩擦温度及热应力分布的影响

列车制动产生的摩擦热在制动盘表面的分布与闸片结构密切相关,并影响到制动盘的耐热疲劳程度。基于实际应用的圆形、六边形、三角形3种形状摩擦块的制动闸片,利用有限元分析软件ABAQUS,模拟制动时制动盘的温度及热应力分布情况。结果显示:制动盘摩擦表面温度及热应力呈环形带状分布,沿周向变化不明显,在径向上分布的均匀程度差异较大;其变化程度与摩擦块形状和位置有关,摩擦块为圆形时,盘面的温差和热应力最小,摩擦块为三角形时,盘面的温差和热应力最大;摩擦块的位置分布影响到摩擦副接触弧长度,接触弧长度增加,对应的摩擦环带温度升高;各环带对应的接触弧长度偏差越小,制动盘温度越低,分布也越均匀。

基于卷积神经网络的盘式刹车片表面缺陷检测

汽车刹车片质量关系车辆驾驶安全,目前汽车刹车片表面缺陷主要采用人工抽检和机器视觉检测的方法,人工抽检存在效率低、易出现漏判与误判表面缺陷的问题,机器视觉检测则需要依靠被检测对象的特定特征进行检测。为此,以业界广泛应用的盘式刹车片为研究对象,提出一种改进AlexNet卷积神经网络模型,即AlexNet6_BN模型,对盘式刹车片进行表面缺陷检测。对经典AlexNet卷积神经网络模型中的卷积层进行调整,增加了1层卷积层和1层池化层,调整首层卷积核大小为13×13以提取更为显著的样本特征,并在每层卷积层后用批量标准化代替原来的局部响应归一化以加快网络收敛速度。实验测试表明,改进后的网络模型对刹车片表面缺陷识别的准确率均高于AlexNet、VGG16等经典网络,其检测准确率达到97%。

盘式制动器摩擦片偏磨分析研究

为了探索盘式制动器摩擦片发生切向偏磨的原因以及摩擦片的一般磨损过程,首先在考虑热-结构耦合的情况下,建立盘式制动器的有限元模型,仿真分析得到在紧急工况下摩擦片的温度和接触压力分布.分析表明,新摩擦片在正常工作时,其温度和接触压力分布并不是均匀分布.接触压力分布的不均匀性是导致摩擦片产生偏磨的重要原因.再通过比较磨损摩擦片、偏磨摩擦片和新摩擦片的温度和接触压力分布,探索磨损量以及切向偏磨对摩擦片的温度和接触压力的影响.结果表明:磨损量和切向偏磨对摩擦片的温度几乎没有影响;磨损量对摩擦片接触压力的影响很小,而切向偏磨对摩擦片接触压力产生很大影响.最后对摩擦片的受力特性与磨损特性分析,得到其寿命周期内的磨损情况,并验证了仿真的可靠性和准确性.新摩擦片前期发生切向偏磨,当偏磨量达到一定时磨损趋于均匀,即摩擦片的磨损有一个自适应调整的过程.总的来说,摩擦片发生切向偏磨是难以避免的,但是偏磨量能控制在较小的范围.

汽车盘式片热压成型方式的对比分析

介绍了我国现有汽车盘式制动片的3种成型方式和压制成型设备,并针对这3种成型方式压制成型的产品进行了测试分析。结果表明,采用单缸单腔等比压压制方式成型的汽车盘式制动片,其密度和压缩率均优于另2种压制方式成型的产品。介绍了一种基于等比压原理研制的新型盘式制动片的结构特点。

国内外铁路用金属材料的现状及进展(下)

系统介绍国内外铁路领域金属材料技术,包括钢轨、车轮、车轴、轴承、制动盘、闸片、受电弓滑板、接触导线等重要部件的技术现状及与国外存在的差距。随着我国铁路技术的发展,装备与技术的自主水平越来越高,但高速、重载列车的一些重要核心部件材料仍依赖于进口。指出我国应在引进、消化、吸收的基础上,通过自主创新,提出创新的材料设计原理和生产工艺,不断突破高速、重载列车关键材料技术,为我国铁路事业的发展提供有力保障。

国内外铁路用金属材料的现状及进展(上)

系统介绍国内外铁路领域金属材料技术,包括钢轨、车轮、车轴、轴承、制动盘、闸片、受电弓滑板、接触导线等重要部件的技术现状及与国外存在的差距。随着我国铁路技术的发展,装备与技术的自主水平越来越高,但高速、重载列车的一些重要核心部件材料仍依赖于进口。指出我国应在引进、消化、吸收的基础上,通过自主创新,提出创新的材料设计原理和生产工艺,不断突破高速、重载列车关键材料技术,为我国铁路事业的发展提供有力保障。

新型树脂基制动闸片的装车试用研究

采用新型配方体系制备了列车客车车辆用制动闸片并进行了装车试用试验,测量了闸片的磨耗值和摩擦表面形貌,对制动盘的工作表面状况也进行了观测。结果表明,试制的闸片在使用过程中制动平稳,线磨耗值较低,摩擦工作面良好,对偶制动盘也无热斑和微裂纹等异常。试制闸片制动性能良好且与制动盘的匹配性佳。

纤维增强合成闸片摩擦磨损特性的试验研究

采用MM-1000型摩擦磨损试验机进行了纤维增强合成闸片和HZ408合成闸片与H300制动盘材料配副的制动摩擦试验,记录了制动过程中摩擦系数、磨损量与制动盘温度的变化情况,采用三维激光共焦扫描显微镜(CLSM)分析了磨损表面形貌.结果表明:制动初速度对纤维增强合成闸片的平均摩擦系数影响小于HZ408合成闸片,在高速制动工况下,纤维增强合成闸片的平均摩擦系数大于HZ408,耐磨性略低于HZ408合成闸片;在低速制动工况下,纤维增强合成闸片和HZ408合成闸片所引起的制动盘温升大致相同;在高速制动工况下前者引起的制动盘温升略高.

闸片结构对制动盘温度场及热应力场的影响

制动盘表面温度和应力的分布关系到制动盘的寿命,而制动闸片的结构是影响制动盘表面温度和应力的关键因素。利用有限元软件,建立了闸片结构与制动盘温度场及热应力场分布的关系,并提出了与闸片结构和摩擦功率密切相关的结构因子的概念,摩擦面积和摩擦速度增加都将增加结构因子。模拟计算表明,随结构因子的增加,表面温度及热应力增加,结构因子的波动程度决定了热应力。减小结构因子变化的范围则可改善制动盘热应力的分布。结构因子的提出为改善制动盘温度场及应力场提供了参考依据,对闸片结构的设计具有指导意义。

1:1动力制动试验台原理及应用

结合我国新建的530km/h 1:1制动动力试验台实际情况,主要介绍该试验台的工作原理、组成、功能、应用及其试验程序,有利于更加充分运用该试验台进行新产品试验工作及基础性研究工作。