盘式制动器尖叫的馈入能量分析

从馈入能量的角度来探讨对制动尖叫噪声分析的方法。在制动器的摩擦闭环耦合模型的基础上 ,推导了系统尖叫模态的馈入能量计算方法。基于馈入能量的分析 ,可较直观地看出一些结构参数对制动噪声的影响 ,如摩擦因数、制动块形状、刚度及有重要影响的子结构模态振型 ,并有助于分析抑制噪声的结构修改方案。

模态耦合与能量馈入两种摩擦尖叫机理关系

模态耦合和能量馈入是当前重要的两个摩擦尖叫发生机理理论,但是对于两种理论之间的关系尚未有针对性的开展研究.针对一种典型的集总参数柔体刚体组成的摩擦振动副,建立2自由度摩擦振动动力学模型;推导了系统产生不稳定模态耦合的条件,并分满足模态耦合条件、满足临界模态耦合条件和不满足模态耦合条件3种情况分析了模态耦合理论与能量馈入理论之间的关系.结果表明:能量馈入依赖于模态耦合理论,而不是一种摩擦噪声机理理论.

盘-销系统摩擦尖叫的时变性:发生机理与关键影响因素

为解释摩擦尖叫时变性的基本机制,建立盘-销系统并完成摩擦尖叫台架试验,成功反复再现间歇性和持续性尖叫。试验时,记录不同速度和法向力载荷工况下的摩擦噪声、动态接触作用力和销端部振动加速度信号。通过试验信号的小波分解、时频分析和馈入能量的计算,系统分析盘-销系统发生时变性摩擦尖叫的机理与因素。研究发现,摩擦尖叫的间歇性或持续性取决于摩擦接触法向力准静态分量的大小。当法向力准静态分量较小时,系统发生间歇性尖叫,反之则发生持续性尖叫。制动盘和销的模态耦合导致摩擦尖叫,尖叫频率会随着法向力准静态分量的变化成比例变化,且与摩擦接触力之间存在显著的滞环效应;能量馈入是产生摩擦尖叫的重要前提,而且馈入能量的变化导致摩擦尖叫声压幅值变化。

盘-销系统摩擦尖叫瞬态动力学有限元模型

基于ABAQUS软件建立盘-销系统的瞬态动力学有限元模型,在验证模型正确性的基础上分析了系统的运动状态、摩擦副接触状态、系统能量馈入情况以及非线性频率耦合现象.研究发现:制动盘具有压紧翘曲和高频法向面外振动;销棒呈弯曲为主,扭转为辅的振动模式,且表现为纯滑动的极限环运动;接触压力分布周期性变化,法向力和摩擦力变化引起频率的变化;系统同时存在能量馈入和馈出,但占主要地位的能量馈入维持系统的摩擦尖叫.

非对称制动压力对汽车低频制动尖叫的影响

针对汽车制动尖叫问题,建立汽车制动器有限元模型并基于能量馈入法开展其非对称性和对称性制动压力下的复模态数值仿真。结果表明,耦合子系统的相对馈入能量能直接反映出各子部件的振型情况,当整体系统相对馈入能量的值接近0时,对应频率的复模态就无法被激发。对称性压力能够有效地降低活塞-卡钳的相对馈入能量,使制动器的复模态振型以制动盘更高阶的面外振动为主,系统的复特征频率从3000 Hz提高到5300 Hz。

盘式制动器摩擦片形状设计对高频尖叫的影响

恰当的制动片形状设计,可抑制盘式制动器的高频尖叫。为分析发生噪声的原因和抑制方法,对一个存在13 k Hz尖叫的制动器,建立了一个截止到27 k Hz、含300自由度的模型。该模型用复特征值分析、子结构模态构成分析、能量馈入分析等方法,分析了对制动片开槽、倒角及其组合等4种形状修改模式降噪的机制。结果表明:双开槽的制动片修改,对抑制噪声效果不明显;但对两端做倒角的制动片修改,效果明显,其特征值实部与原设计相比,下降50%,这一结果与试验定性一致。这表明:制动片倒角导致各阶模态振型的改变及其叠加,因此,降低了对噪声模态的能量馈入。

对一盘式制动器高频尖叫及抑制的分析

针对某制动器存在的13k Hz高频尖叫、在制动片上安装了消声片及对摩擦片形状进行加槽和倒角后仍得不到抑制的问题,通过对其建模和应用该课题组研究确立的系统分析方法,包括复特征值分析、子结构模态构成分析、子结构模态参数灵敏度分析以及能量馈入分析方法等,进行了系统分析,找出了影响该阶高频尖叫的关键子结构的关键模态,指出了修改方向,通过优化设计方法给出了修改部件,并得到了模拟验证。