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。     

基于盘／销装置的摩擦尖叫噪声研究

为了研究摩擦尖叫的产生机理,利用汽车制动盘、摩擦材料及铝合金圆销设计了一种长度可调的盘／销摩擦试验装置,进行了不同销长的摩擦尖叫试验。基于盘／销零件的约束模态试验结果,建立了装置的有限元模型。利用复特征值分析方法研究了销长、摩擦因数、载荷、速度和材料特性等因素对摩擦尖叫噪声的影响。结果表明：当圆销和制动盘间弯曲模态频率相近时会形成模态耦合,系统不稳定,产生摩擦尖叫噪声;通过改进系统结构、适当降低摩擦因数和调整材料特性可以减轻或消除摩擦尖叫。     

修正自适应滤波算法的道路噪声主动控制系统

针对车内道路噪声主动控制系统中传感器直流偏量引起的系统失稳问题,建立了一种新的修正多通道自适应滤波的道路噪声主动控制算法。首先,以多重相干为综合评价指标,以实车道路试验下测得的24个加速度信号为基础,选取了4个加速度信号作为参考信号;其次,以2个车载扬声器为次级声源,驾驶员头枕位置为控制目标,在Simulink环境下搭建4个参考信号、2个扬声器和1个麦克风的多通道车内道路噪声主动控制系统,并用不同路面（比利时路面、粗沥青路面）不同车速下采得的数据进行了仿真验证;最后,搭建了基于dSPACE的主动控制系统硬件在环试验平台,以验证不同工况下系统的有效性。结果表明：仿真结果与试验结果相一致,在不同工况下都可以取得稳定有效的降噪效果,验证了修正算法的有效性。     

基于道路试验的制动颤振非线性特性分析

为了探究制动器摩擦颤振内在非线性特性,设计平路D档起步和坡道空挡下坡两种试验工况,采集制动器振动信号并进行时域、时频域和相图分析。分析表明:平路D档起步工况下的摩擦颤振具有明显的短时、宽频带和冲击特征,振幅随制动压力变大而增大,持续时间随压降率减小而增长;坡道空挡下坡工况下既会发生短时、宽频带和冲击颤振,也会发生长时、多频率和周期型颤振。在不同的相对运动速度下,会因摩擦-速度非线性发生单周期、倍周期、多耦合周期乃至混沌振动。摩擦颤振存在3种不同的基础频率及其非线性耦合关系,表明颤振机理既有黏滑振动效应,也可能有底盘角系统的模态耦合效应。     

坚硬砂岩失稳摩擦速度引燃瓦斯试验研究

为研究坚硬石英砂岩顶板冒落过程中摩擦引燃采空区瓦斯的作用机理,利用自主设计的岩石摩擦试验设备进行了不同速度下岩石摩擦试验,使用高清摄影机观察岩石摩擦所引起的火花现象,并对红外热成像仪实时收集的岩石摩擦所产生的红外辐射温度进行监测。根据试验结果可以得出:坚硬砂岩之间摩擦速度越快,坚硬砂岩摩擦做功越多,摩擦面所积聚能量越多,机械能转化为热能越来越快,可加快瓦斯与空气之间链式反应。当坚硬砂岩间摩擦速度V6.24m/s,不会引起箱体内瓦斯爆炸;反之,则会引起箱体内瓦斯爆炸。     

汽车制动颤振瞬态特性与关键因素试验研究

在常规平路起步和坡道空档起步工况下开展汽车制动颤振整车道路试验,分析制动颤振的瞬态动力学特性。设计汽车制动颤振关键因素试验,研究动力总成、制动器总成、悬架总成对制动颤振的影响。研究表明,汽车制动颤振包括两种典型的运动模式,一是具有持续时间短、宽频带特征的冲击振动,没有明确的极限环;二是具有持续时间长、多倍频特征的周期谐波振动,它属于一种典型的粘滑振动,具有明显的极限环。制动压力是汽车制动颤振发生的关键触发条件,制动压力以较大斜率下降至特定范围时,往往触发冲击振动为主的制动颤振;反之,则容易触发周期谐波振动为主的制动颤振。汽车动力总成驱动力和发动机转速波动是制动颤振的关键影响因素,合理设计发动机从低温到常温的加浓控制策略和起步时的动力总成控制策略,可有效地抑制制动颤振。制动器动、静摩擦因数差值是制动颤振重要的影响因素,制动块背板与保持架的连接刚度、制动钳质量也是关键因素。通过制动器总成结构参数设计改变颤振时制动器的振动模式,改善制动中的悬架弓形效应,为控制制动颤振提供了新思路。     

面向制动踏板感觉的真空助力器测试、建模与影响分析

制动系统的操作作为汽车用户日常驾驶中最重要的行为之一,受到汽车用户越来越多的重视。近年来．因制动踏板感觉问题给汽车生产企业带来了大量的用户质量投诉、巨额的维护保养投入。但是,产品在这方面的设计控制手段缺陷的较为薄弱。面向制动踏板感觉的制动系统匹配设计需求,通过道路试验分析能给出主客观评价．通过台架实验分析能够提供客观测试。此外,建立了一个基于客观的、能反映主观感受的试验评估体系是解决问题的有效方法之一。例如：CAE分析平台搭建与应用和关键部件设计参数的贡献率。     

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。     

车用永磁同步电机电磁振动噪声仿真和试验研究

研究了全负荷工况下8极48槽车用永磁同步电机电磁振动噪声仿真建模方法,并通过消声室台架试验验证了研究方法的有效性。首先,建立考虑材料各向异性特性的定子铁芯和系统模型,分析各向异性材料参数灵敏度,并利用激振器模态敲击试验验证仿真模型;其次,针对永磁同步电机和电驱动桥二合一系统,建立电磁-结构-声学多物理场耦合模型,基于三维分布式电磁力激励,仿真再现了全负荷加速工况下电机电磁辐射噪声,并分析电磁噪声特征;最后,利用消声室台架试验结果,验证了永磁同步电机电磁-结构-声学多物理场耦合模型的准确性,重点阐明2 000 r/min附近48阶噪声峰值点产生机理,研究成果可进一步用于车用永磁同步电机设计开发和电磁振动噪声产生机理研究。     

汽车车内噪声主动控制系统扬声器与麦克风布放优化方法

利用声固耦合边界元仿真方法与多目标遗传算法,实现了面向对象的车内噪声主动控制(ANC)系统扬声器麦克风布放方案的优化。首先基于自适应算法,推导了车内噪声主动控制系统降噪性能预测方法,并利用声固耦合边界元仿真方法,实现了面向对象的ANC系统降噪性能预测;在该仿真模型的基础上,建立对应的代理模型,以实现对系统降噪性能的快速预测;最后利用多目标遗传算法,获得系统关于扬声器麦克风数量与多个频率下降噪量的Pareto最优解集。该最优解集能定量描述ANC系统扬声器麦克风数量与降噪性能之间的关系,并为该系统与车辆的匹配提供依据。