混合参数盘式制动器振动稳定性分析

针对汽车盘式制动器在制动过程中的噪声抑制问题,考虑制动不平衡量及制动器参数不确定性的影响,结合响应面法、有限元法与可靠性分析理论,提出了一种含混合参数模型的盘式制动器振动稳定性的可靠性分析方法。采用随机、不确定区间和模糊参数来描述制动系统的动态特性,建立含随机参数、不确定区间参数和模糊参数的盘式制动器系统不稳定阶次响应面代理模型,通过对系统振动稳定性的参数灵敏度分析获取其影响显著因子,在Design Expert软件中对制动时的振动稳定性进行可靠性分析,揭示了各因子二阶交互作用对其可靠度的影响规律。用该方法对某型汽车的钳盘式制动器进行验证,结果表明,含有混合参数的制动器系统在稳定性不理想的情况下,通过增加其支撑背板厚度或提高弹性模量,可以有效改善制动系统的稳定性。

汽车盘式制动器尖叫声仿真研究

针对某乘用车前制动器低频尖叫问题,建立了制动系统稳定性分析有限元模型及多工况矩阵,利用复模态分析方法对该制动系统稳定性进行了分析,结果表明,系统在1830 Hz频率下出现不稳定模态,与实车制动尖叫试验结果吻合良好。采用组件贡献和模态贡献分析方法对不稳定模态进行了分析,结果显示,制动钳的一阶扭转模态和摩擦片的一阶弯曲模态贡献显著,并对制动钳和摩擦片进行了优化,仿真结果表明,制动钳结构加强后系统1830 Hz不稳定模态趋于稳定,摩擦片材料及结构调整后,系统稳定性得到改善,但仍处于不稳定区间,噪声难以消除,与试验验证结果一致,主观评价结果为可接受。

压力分布对制动啸叫的影响分析

针对汽车盘式制动啸叫的问题,提出了制动压力分布的概念,基于建模和复模态分析,得出制压力分布均匀时,其摩擦片的总变形量最小,噪声发生的概率最小。而摩擦片旋入端的压力分布大时,其摩擦片的总变形量最大,噪声发生的概率越大。通过案例分析,基于SAE-J-2521的噪声、振动与声振粗糙度(NVH)台架结果,得出预测制动压力分布的方法。由于压力分布不均匀的原因,可以使用减小摩擦片旋入端的面积来改善压力分布,从而提升制动噪声表现,通过案例分析,增加单平行“J”倒角方案,优化摩擦片的压力分布,提升制动噪声的表现。

盘式制动器消音片稳健性优化

以某轿车盘式制动器为对象,采用复特征值分析方法研究消音片对制动尖叫的抑制作用。消音片阻尼层与金属层的弹性模量、密度、厚度等参数的灵敏度分析结果表明,对不稳定倾向系数TOI有显著影响的参数是金属层厚度和弹性模量,以及阻尼层弹性模量和密度;以灵敏度显著的参数为变量构建Kriging模型得到优化目标函数,同时考虑参数的不确定性,进行消音片6 Sigma稳健性优化,得到的模态负阻尼比结果为0.355%,表明制动器优化后的NVH性能满足要求,且工艺性好。

稳恒磁场作用下摩擦制动尖叫发生率及其预测分析

为了研究稳恒磁场作用下制动尖叫发生率随制动工况的变化规律,提出一种基于长短时记忆(LSTM)网络的摩擦制动尖叫发生率的预测模型。设计制动尖叫信号的测量方案,并开展大量的模拟制动试验;通过LSTM门控循环单元的深度学习网络,构建对不同制动工况下制动尖叫发生率的智能预测模型;通过预测模型及摩擦界面的微观特性分析稳恒磁场对制动尖叫行为的影响规律及机制。结果表明:建立的模型可以实现对制动尖叫发生率的准确预测;稳恒磁场可有效降低制动尖叫发生率,但当磁感应强度增大到一定阈值后,磁场对摩擦行为的影响程度趋于饱和,制动尖叫发生率也逐渐趋于稳定。研究结果为探索发展基于磁场的制动器制动尖叫主动抑制技术提供了理论基础和数据模型。

汽车制动尖叫不稳定性的复特征值分析和瞬态动力学分析

为探讨复特征值分析(CEA)和瞬态动力学分析(TDA)在制动尖叫研究中的应用,将两种方法分别应用于同一汽车盘式制动器的尖叫不稳定性分析中,对其分析效率、分析特点和分析结果开展了对比研究。结果表明,两种方法均能对某制动器系统7.5kHz附近的潜在制动尖叫进行有效预测,但CEA预测的尖叫频率数目多于TDA;CEA的计算效率远高于TDA;CEA可求解系统的不稳定特征值及不稳定模态,而TDA则可求解系统的振动加速度(速度或位移)、接触力和接触面积等;摩擦因数对系统的稳定性有显著影响,摩擦因数越大,尖叫不稳定性越突出。

摩擦片底料阻尼比对盘式制动器冷态尖叫的影响

本文结合制动尖叫的发生机理,通过复模态分析系统的不稳定度,识别出摩擦片对冷态制动尖叫的贡献度最大,对比两种含不同性能石墨颗粒的摩擦片底料的阻尼比,含回弹性好的石墨的摩擦片底料能够提高摩擦片的阻尼比,从而可以降低系统的不稳定度,通过台架试验和实车试验验证表明,该方法能够有效对改善冷态制动尖叫。

低频制动啸叫2.7 kHz的噪声分析

针对制动噪声验收试验中出现的2.7 kHz低频制动啸叫进行了分析,通过对比制动卡钳与制动盘的固有频率在2.7 kHz处的分析结果,发现其两者在2.7 kHz处的频率差值约64 Hz时容易出现共振现象,进一步通过CAE分析了几种改变制动盘的固有频率的方案。结果表明:增加通风槽的V型结构与减少制动盘的厚度会使制动盘的固有频率减小,而减小制动盘的碳当量和增加制动盘的厚度会使制动盘的固有频率增加;制动盘的固有频率的减小会改善2.7 kHz的低频制动啸叫。最后基于增加通风槽的V型结构方案通过整车黄龙制动噪声试验验证。

摩擦引起的振动和噪声的研究现状与展望

以典型的制动尖叫为例,针对摩擦引起的振动和噪声问题从试验研究与分析、发生机理与理论、建模方法与仿真3个方面对国内外的研究进展进行了综述.在分析讨论主要研究困难和前期工作缺陷的基础上提出考虑系统参数的随机性、开展摩擦噪声不确定性研究的建议.

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。

盘式制动器摩擦特性及制动尖叫测试与分析

针对汽车制动时制动副间摩擦产生的制动尖叫问题,笔者搭建了汽车盘式制动器制动噪声实验台架,对制动尖叫进行了实验研究。测试了制动尖叫产生时的制动盘转速、制动压力、制动扭矩参数及噪声信号,并研究了一定初始转速下,制动盘和制动衬块之间摩擦系数随制动压力、制动副表面温度、转速及时间的变化关系。使用时域和频域方法分别对制动尖叫的声压信号进行分析,获得了其信号特征和频谱成分。本研究工作有助于理解和揭示汽车盘式制动器制动尖叫的产生机理。

汽车摩擦制动噪声研究进展与发展趋势

总结汽车摩擦制动噪声的产生机理、噪声特点和影响因素,回顾并分析抑制和防治制动噪声的理论与工程研究进展,提出开发新型高阻尼摩擦制动材料来降低或抑制制动噪声的思路和措施。

汽车盘式制动器尖叫研究进展

盘式制动器的制动尖叫是汽车工业界备受关注的质量问题,也是学术研究领域的一个热点和难点课题。研究盘式制动器尖叫的产生机理,在制动器设计开发阶段进行尖叫预估,并提出抑制措施,对于降低噪音污染、满足顾客要求、加快制动器的产品开发进度,乃至提高汽车产品竞争力,都具有十分重要的意义。从制动尖叫的产生机理、数值分析方法、试验研究方法、影响因素以及尖叫抑制新技术等方面对盘式制动器尖叫的近期研究进展进行综述,众多的研究表明盘式制动器尖叫存在复杂的产生机理,并受到多种因素的影响,利用复特征值和瞬态动力学方法,结合实车道路试验和台架试验,是研究制动尖叫机理、开发低尖叫倾向产品的重要途径。最后总结现有研究存在的问题并对进一步的研究作出展望。

盘式制动器制动尖叫的有限元分析与试验

建立了产生制动尖叫的钳盘式制动器各主要零件的有限元模型,并通过集成构建了制动器总成的接触摩擦耦合有限元模型,计算了制动器振动系统的复特征值分布和模态,分析了可能产生制动尖叫的不稳定模态,并与制动噪声台架试验统计结果进行了对比,结果表明所建模型能够较好地预测出制动器发生制动尖叫的倾向;分析了各零件的振动模态对产生制动尖叫不稳定模态的贡献大小,揭示出有尖叫倾向的不稳定模态是由子结构未耦合时的多阶振动模态叠加而成;分析讨论了摩擦因数、摩擦片结构及其背板阻尼对制动尖叫的影响,为控制制动尖叫提供了途径。

制动盘弹性模量对制动尖叫影响的仿真分析

制动盘的弹性模量对制动尖叫具有重要影响。建立制动盘的有限元模型,分析弹性模量对自由模态和约束模态的影响,进而建立制动器的复模态有限元模型,分析弹性模量对不稳定模态频率的影响,同时从模态振型的角度探索弹性模量对模态耦合特性的影响,揭示弹性模量影响制动尖叫的规律。研究发现,弹性模量变化不改变自由和约束模态振型,但模态频率的平方与弹性模量呈正比例关系;不稳定模态频率-弹性模量曲线与约束模态频率-弹性模量曲线的吻合程度体现了制动盘对不稳定模态耦合的影响程度不同,需要根据不同的不稳定模态具体分析弹性模量的影响,以指导材料选型。

制动振动噪声研究的回顾、发展与评述

由于制动振动噪声问题的重要性和复杂性,许多研究者对此问题从各方面进行了研究。以近期的研究工作为重点对制动振动噪声的研究工作进行了较为系统的回顾。重点阐述了各种制动噪声机理研究以及对制动噪声的理论建模和分析工作;对各种机理解释、理论分析方法及其他相关问题进行了分析和评述;最后,进行了总结并对未来的研究工作提出了一些展望与建议。

盘式制动器制动尖叫的研究

制动尖叫是由摩擦耦合诱发和制动器各部件的模态参数匹配不当引起的系统不稳定现象。针对一个有尖叫倾向的实际样车,通过有限元方法提取制动器各部件的模态参数,以制动器的每个部件作为一个子结构,应用自由界面法进行模态综合,得到了与实际尖叫情形相符的耦合模型(模型中存在一阶与尖叫频率对应的不稳定模态);应用耦合模型,通过分析子结构模态与耦合系统不稳定模态的关系,定量地得到了各子结构模态对制动尖叫的影响大小,从而得到了决定尖叫产生与否的关键因素——支架的第11阶模态;针对该阶模态,提出了结构修改方案B3。通过对比试验,验证了B3确实有抑制尖叫的作用。

汽车制动噪声的研究

近年来,随着人们环保意识的增强,汽车制动产生的噪声污染备受关注.本文分析了汽车制动噪声产生的特点,并从实验和理论两方面系统回顾了制动噪声的研究工作,重点对各种制动噪声的机理进行了分析和评述.最后,指出目前制动噪声研究工作的不足,并对未来的研究工作提出了一些展望和建议.

铁路车辆盘形制动尖叫噪声的有限元分析

为降低铁路车辆盘形制动尖叫噪声,应用全模型直接复特征值分析方法研究制动系统的运动稳定性。使用NASTRAN有限元软件建立了包括制动盘、闸片、闸片托、制动杠杆和杠杆托等部件的全尺寸铁路车辆盘形制动系统有限元模型。在模型中,制动摩擦面间的法向力用线性弹簧力表示,摩擦力取为线性弹簧力与摩擦系数的乘积。应用Hess方法解有限元系统特征方程的特征根,根据特征根实部的正负,判断制动系统发生制动尖叫噪声的趋势。计算结果表明,摩擦系数、制动盘转动方向以及闸片托的厚度对制动尖叫噪声都会产生重要影响,可以通过优化制动系统闸片托的厚度来抑制制动尖叫噪声。

面向制动尖叫抑制的制动盘稳健性设计

在建立盘式制动器复模态有限元模型并通过台架试验验证模型正确性的基础上,提出了一种以加权尖叫倾向性作为稳健性设计指标的方法,以摩擦系数的波动为干扰因素,采用田口方法进行了制动盘弹性模量、帽部高度、帽部直径和通风散热筋数量的尖叫稳健性设计。分析表明,制动盘的弹性模量对制动尖叫稳健性的影响最大且采用所建立的方法能够获得可有效控制试验制动尖叫的稳健的制动盘设计参数组合。