面向制动噪声的盘式制动器有限元复模态分析

结合复模态分析理论和有限元法,在ANSYS平台上,利用自定义的摩擦单元实现了制动盘和制动块间的摩擦耦合,并用约束方程实现了盘式制动器中其它部件间的连接,建立了盘式制动器的有限元模型.最后以某典型盘式制动器为例计算了18kHz以下的复模态,并分析了其与制动噪声的关系.     

盘式制动器摩擦副热力场应力场耦合分析

盘式制动器以制动平稳、制动感良好等优点在汽车上得到广泛应用。其摩擦副温度、应力等多场耦合是设计和选材的重要参考。根据其结构特点和工作性能,以摩擦副的多场耦合为分析对象,建立其三维分析的有限元模型,采用非线性相关理论和分析方法,对制动器的工作过程进行模拟分析。分析结果可知制动器摩擦副的多场分布规律,在制动器的轴、径等两个方向上,温度场存在着明显的温度变化,与之对应的也有非常大的热应力。采用制动器实验进行模型验证,实测温度变化曲线与温度仿真曲线变化趋势一致,证明所建立的制动器仿真模型及分析结果的准确性与可靠性,为同类研究提供参考。     

基于复模态有限元的湿式制动器制动噪声预测研究

针对湿式多片盘式制动器在制动过程中产生振动噪声的问题,通过引入制动器摩擦片和对偶钢片之间的阻尼和刚度,考虑摩擦片和对偶钢片之间由于时滞引起的微小相对位移以及相对位移所产生摩擦阻力的影响,及制动部件的接触摩擦关系,利用非线性接触运动学,提出了湿式制动器制动噪声分析模型,并用复模态有限元仿真分析去验证这种模型的准确性。结果表明,该模型能够较准确地预测制动系统发生制动噪声的趋势,具有重要的工程意义。     

轧钢机主传动系统的复模态分析

利用集中质量建模法建立轧钢机主传动系统扭转振动的力学模型;在考虑阻尼的情况下建立了有阻尼振动的微分方程组。将主传动系统的复模态分析转化为求解非线性广义特征值的问题,在MATLAB中进行了求解;并分析了复模态分量因子分别为复数和实数时,系统各点振动形式的差别。进而利用系统的复模态,将系统在复模态空间进行解耦,获得了解耦的振动方程组,为主传动系统的扭振响应分析提供了基础。     

摩擦引起的模态耦合不稳定性分析

模态耦合是摩擦系统振动不稳定性的重要机理之一,它会受到系统摩擦副的结构阻抗特性和摩擦接触特性的显著影响。针对一类由一个摩擦副部件的不同方向模态导致耦合不稳定性的现象,建立2自由度摩擦振动动力学模型,推导在摩擦副部件机械阻抗特性相差极大的条件下,系统摩擦耦合模态不稳定性及其对摩擦力方向的依赖性,以及研究了不稳定区域对摩擦副结构和摩擦接触特性参数的敏感性;同时,也分析摩擦副部件的自身约束模态频率和系统接触模态频率对系统摩擦耦合模态区域和频率的影响。这为指导以避免模态耦合的摩擦振动系统的结构参数和摩擦接触参数匹配,以及识别摩擦振动不稳定的摩擦副模态来源提供了理论依据。     

一种基于盘式制动器振动复特征值分析的噪声抑制方法

以某车型盘式制动器出现的3 000 Hz制动噪声问题为研究对象,通过在台架上复现该频率噪声,利用激光多普勒测振技术获取该噪声频率下的工作变形模式(Operational Deflection Shape, ODS)。建立制动器的有限元模型,通过试验模态对有限元模型各部件材料参数进行标定,应用复特征值分析技术,获取系统不稳定模态的频率和振型。结合激光测振得到的振型结果通过相关性分析确认当前复特征值分析模型对该频率噪声的有效性。然后,针对此不稳定模态进行子结构贡献量及子结构模态贡献量分析并提出相应的优化方案,并对优化方案进行了台架试验且验证此方法有效。     

盘式制动器制动过程能量分析

从能量传递的角度分析了盘式制动器制动过程能量的转换,摩擦热量的产生机理以及在制动器中的传递与耗散,从而建立了制动器温度场分析模型     

盘式制动器关键零部件模态分析

盘式制动器是一种常用的制动装置,多用于汽车和其他运输设备。在工作过程中盘式制动器发生的各种振动对其工作性能有较大的影响,为了准确把握其振动特性,采用ANSYS软件建立盘式制动器零部件三维有限元模型,并进行约束模态分析,研究得到了关键零部件(摩擦盘和卡钳)的前六阶固有频率和振型,结果表明摩擦盘的第三阶固有频率和卡钳的第二阶固有频率较接近,可能引起系统的共振;研究结果为盘式制动器的优化设计提供了一定的理论参考。     

盘式制动器关键零部件模态分析

盘式制动器作为一种制动装置,在汽车和其他运输设备上较为常见。盘式制动器运行中产生的各种振动对自身的工作性能影响较大。本文主要在ANSYS软件的帮助下构建起了盘式制动器关键零部件的三维有限元模型,分析其振动特性,在约束模态分析的基础下得出了摩擦盘和卡钳前六阶固有振型和频率,结果显示卡钳的第二阶和摩擦盘的第三阶固有频率较为接近,可促使系统产生共振现象。     

基于Stribeck摩擦模型的盘式摩擦副稳定性分析

为了分析摩擦副滑动摩擦状态下的稳定性,分析系统的失稳条件,以Stribeck摩擦模型为基础,建立了速度相关的多自由度摩擦副滑动稳定性分析模型。建立了盘式摩擦副的系统动力学微分方程,进行了基于库仑摩擦定律摩擦力计算公式的级数展开,随后依据李雅普诺夫稳定性判据进行了系统稳定性求解,并分析了系统关键参数对系统稳定性的影响。研究结果表明,采用减小Stribeck系数和摩擦因数静动比、减小外载荷和增大系统阻尼等方法,能提高系统的稳定性。     

基于ABAQUS的制动尖叫声复模态分析

在日常的生活中,汽车成为了人们最常见的交通工具,因为其灵活性与实用性深受人们欢迎,但是在汽车的使用过程中,经常会遇到制动尖叫的问题,这种常见的问题为汽车的试用用户带来了许多困扰,为了解决以上汽车使用问题,利用软件建模试验进行分析,其中主要用到的软件为Hypermesh和ABAQUS软件,这两种软件的强大功能在分析制动尖叫声复模态分析实验中有着出色的表现,通过监理处的模型,能够精准的模拟制动器在发生制动尖叫时的情况,便于问题的分析,在长期的实验分析之后,发现在4866Hz、8344Hz、10761Hz、10867Hz、12511Hz以上五个频率中,制动尖叫的现象不可能发生。     

含不确定参数的盘式制动器稳定性分析

针对汽车盘式制动器的制动降噪问题,结合响应面法、复特征值分析法与可靠性分析方法,提出一种含随机模糊混合不确定参数的盘式制动器稳定性分析方法。该方法针对含随机和模糊参数的盘式制动器,建立其不稳定阶次模态的复特征值阻尼比响应面模型,实现模型参数化;基于可靠性分析原理,建立制动器稳定可靠性的功能函数,通过混合参数可靠度计算方法对制动器进行稳定可靠性分析,并用Morris方法对参数化模型的不确定参数进行全局灵敏度分析。用该方法对某型轿车的盘式制动器进行研究,分析得到该制动器系统的稳定可靠度与不确定参数的灵敏度;在稳定可靠度不理想的情况下,根据灵敏度分析结果,通过降低支撑背板密度和增加支撑背板厚度提高盘式制动器系统的稳定性。     

基于有限元方法的盘式制动器制动噪声研究

以振动力学和有限元理论为基础,针对国内某款产生制动噪声的盘式制动器.应用UG进行建模,并导入大型有限元分析软件ANSYS,建立了包括制动盘、内外制动块、制动钳和制动支架的制动器总成有限元模型,对该模型进行了有限元分析.通过分析寻找影响制动尖叫的各种因素,并对各种影响因素作了详细的探讨.     

大型机械动力学设计的复模态矩阵摄动法

针对现有的大型机械动力学设计的复模态矩阵摄动法不能简单地唯一确定特征向量的所有摄动系数这一缺陷,作者在文［１］中通过引进一个简单的范化条件,导出了孤立复特征值情况的复模态矩阵摄动公式。但该法对系统存在重特征值时失效。为此,本文进一步研究了重特征值的复模态矩阵摄动法,详细导出了相应的摄动公式。     

制动片表面沟槽结构对盘式制动器热机耦合特性的影响

基于热-位移瞬态分析法,利用ABAQUS有限元软件建立盘式制动有限元模型,研究车辆在制动过程中制动片和制动盘的温度分布特性和振动行为。同时,在制动片摩擦面设计出3种不同分布的沟槽结构,研究沟槽分布对制动器热机耦合特性的影响。结果表明,制动片上设计沟槽能够降低摩擦面的温度,其中三沟槽制动片降温效果最好,双沟槽和三沟槽制动片通过形成多个高温区,可改善摩擦面局部过热。此外,制动片表面沟槽结构也能抑制系统的摩擦自激振动,装配双沟槽和三沟槽制动片的制动器制动全程没有产生摩擦自激振动,单沟槽制动片表现为低频摩擦自激振动,而装配光滑制动片的制动器各零件的振动在高频处发生了耦合,整体发生了强烈的摩擦自激振动。     

基于接触摩擦模型汽车盘式制动器场分布分析

汽车制动器制动过程中温度场、应力场等相互耦合,对系统的可靠性具有重要影响。针对应广泛的盘式制动器开展研究,根据制动原理,对影响会制动的关键参数进行分析,并根据车型参数进行验证。采用接触摩擦模型,对制动器的盘、片的热力耦合特性进行分析,建立数学模型,并采用ABAQUS建立仿真模型。选取紧急制动工况,设置制动初速度,获取各种特性参数场的分布规律,并对热力耦合特性进行分析;搭建盘式制动器性能分析台架,选取相同的紧急制动参数,获取整个制动规程中温度变化规律。结果可知：制动盘片接触的过程为非均匀接触,峰值压力为27.47MPa,最高接触应力为123.2MPa,均满足材料强度的使用要求;试验测试结果最高温度为562℃,出现在整个制动过程的结束前0.9s;仿真与试验测试温度变化趋势一致,且误差小于5%,表明摩擦接触模型分析结果是可靠的,为此类研究提供参考。     

汽车盘式刹车机构的模态与热力耦合分析

汽车盘式刹车机构在刹车片与刹车盘表面接触摩擦制动时导致刹车片发生振动,当刹车片振动频率与材料固有频率接近时,易导致片体结构暗裂崩溃。不同材料的刹车片的固有频率、与刹车盘摩擦作用产生的温度场、热力场各不相同。通过对不同的材料参数下刹车片的模态分析研究,使用Abaqus对刹车机构做显式动力学热力耦合分析;对输出的刹车片固有频率和刹车盘节点温度、位移、热应力等结果值进行对比,数据显示在刹车制动过程中复合材料的刹车片在避免共振、提高制动性能方面均要优于半金属材料。综合分析求解的结果在提高刹车制动机构的安全性与制动效能上有较大参考价值。     

盘式制动器瞬态温度场与摩擦因数分析

根据盘式制动器的实际几何尺寸,考虑热源的移动与变速度的影响,建立紧急制动工况下三维瞬态非循环对称有限元模型,分析紧急制动过程中制动盘瞬态温度场的分布。结合摩擦因数随温度变化特性,分析制动过程中摩擦因数变化情况。分析结果表明:制动开始时,制动盘温度迅速升高,达到最高温度265.58℃后,又缓慢下降。高温区集中在摩擦面表层,且在轴向和径向上温度梯度较大,而在周向上的温度梯度相对较小;紧急制动过程中,摩擦因数变化相对稳定,没有出现明显的热衰退。     

接触网-受电弓系统摩擦振动的初步研究

利用ABAQUS建立接触网和受电弓系统的有限元模型,对其进行运动稳定性的有限元复特征值分析,研究摩擦因数、升弓力矩以及承力索和接触线张力对弓网系统运动稳定性的影响.结果表明:随着摩擦因数μ的增大,系统的不稳定性增加;升弓力矩增大,弓网系统的不稳定性也增加;承力索和接触线的张力越大,弓网系统发生不稳定振动的趋势越大;当摩擦因数μ≥0.35时,系统出现模态耦合现象.     

拖曳与启停制动模式下盘式制动器热-机耦合特性研究

建立起盘式制动器三维热-机耦合有限元模型,分析在拖曳制动和启停制动两种模式下制动器的热-耦合特性和摩擦振动特性,并探讨了在启停制动模式下,不同的减速行为对热-机耦合和振动特性的影响。结果表明:制动器在热-机耦合作用下,制动盘两侧摩擦片的热变形形式完全不同,导致两侧摩擦片的温度分布差异显著,活塞侧的摩擦片表面温度大于钳指侧摩擦片温度,这种温度差异也表现在制动盘两侧的盘面温度上;随着摩擦界面温度升高,制动系统的振动强度逐渐降低,但由于温度差异导致制动盘两侧的热变形程度不同,因此制动器活塞侧的振动强度大于钳指侧的振动强度;制动盘的减速行为对系统的热-机耦合特性和摩擦振动特性影响显著,在快速制动模式下制动器与外界热交换效应显著,界面温度较低,但是振动强度较大;慢速制动和分步制动模式下,界面温度迅速升高,但是由于摩擦过程较为缓慢,系统振动强度较低;尤其是分步制动的情况下,在某一阶段的振动强度有可能非常微弱。以上研究结果对认识制动系统的温度分布特性和改善制动器振动噪声问题具有一定指导意义。