端面摩擦磨损自动检测系统的设计

端面摩擦磨损试验可以模拟和检测面接触摩擦副的摩擦学特性。设计了端面摩擦磨损试验自动检测系统。首先在建立摩擦力和摩擦因数测量的数学模型的基础上,设计了摩擦力参数的自动检测系统,然后设计了端面试验机的智能化测控系统。使用结果表明,使用该自动检测系统的端面摩擦磨损试验机可实时检测和处理载荷、速度、温度、摩擦力和摩擦因数等参数信息,并以表格或图像曲线形式显示,有利于对试验材料的摩擦学特性变化作出实时、客观、量化的评估。     

基于销/盘试验机的摩擦噪声试验与仿真研究

为了研究摩擦噪声的产生机制和影响因素,利用销/盘试验机对以转子式压缩机曲轴-法兰材料制成的销/盘试样进行摩擦噪声试验研究;应用ABAQUS有限元软件,建立销/盘试验机有限元模型,利用复特征值分析方法预测该系统摩擦噪声的主频,并与试验结果进行对比;讨论相关参数对系统的稳定性和摩擦噪声的影响。结果表明：销与盘法向和横向振动的耦合是引起系统自激振动和摩擦噪声的重要因素;当系统摩擦界面处的摩擦因数大于系统临界摩擦因数时,系统开始出现不稳定振动,且摩擦因数越大,系统越不稳定,越易出现摩擦噪声;法向载荷对系统稳定性的影响不大;选择具有合适弹性模量的摩擦副材料可以抑制摩擦噪声的产生。     

旋转端面系统摩擦振动机理的实验研究与分析

旋转摩擦副不稳定现象是工程中常见的摩擦问题。在摩擦试验平台上进行旋转端面摩擦试验研究,测量了摩擦过程中的摩擦振动响应,分析了相对滑动速度和接触载荷对摩擦响应的影响。研究结果表明:摩擦振动具有随机性,在摩擦过程中系统出现碰撞现象;系统振动集中在4个频率附近,提高相对滑动速度和接触载荷使高频振动更突出;试验模态说明摩擦引起了系统的共振并产生振动耦合。该研究成果可为轴系类旋转部件的端面摩擦现象研究提供参考。     

金属摩擦副干滑动摩擦噪声机理研究

以销-盘磨损试验机配合振动加速度传感器和精密声级计为试验设备,研究了TiNi合金／GCr15轴承钢摩擦副干滑动摩擦噪声的特点和产生机理。结果表明：由于磨损造成摩擦表面形貌恶化,使摩擦力值增大,且波动剧烈,急剧变化的摩擦力对摩擦系统不断输入能量,引起系统产生自激振动,向环境中辐射噪声。TiNi合金的耐磨性能优于淬火45^#钢,所以在相同的试验条件下,TiNi合金／GCr15钢配副的滑动摩擦噪声比淬火45^#钢／GCr15钢配副的低,尤其在载荷较大时,TiNi合金可以降低摩擦噪声3～5dB。     

降低制动摩擦振动的制动器结构拓扑优化设计

本文建立起某车型盘式制动系统三维有限元模型,分析了该制动系统的摩擦振动噪声特性,并基于ABAQUS/Optimization模块对该制动系统进行结构拓扑优化设计,在满足轻量化的目标要求下改善摩擦振动噪声问题.结果表明:制动系统在摩擦力作用下可能出现四种振动模态,且产生频率为3632.4 Hz的振动噪声的倾向和强度最大.产生该频率摩擦振动噪声的原因是由于制动钳的第4阶模态频率与制动盘的第11阶模态频率非常接近,在摩擦力作用下容易产生共振.通过对制动钳进行结构拓扑优化设计,移除制动钳两侧区域的材料,使其在满足重量最小的目标前提下将第4阶模态频率降低到2804 Hz,从而避免与制动盘发生共振,且制动钳的重量减轻了17.1％.进一步采用复特征值分析对结构优化后的制动系统进行摩擦振动噪声特性预测,结果表明制动系统仅有两组相邻模态出现模态耦合现象,且原始制动系统出现的3632.4 Hz的振动噪声频率已经消失,制动系统摩擦振动噪声问题得到显著改善.     

转向节特性对盘式制动器尖叫影响的研究

考虑到目前关于盘式制动器尖叫噪声的仿真研究通常忽略了转向节的影响,建立包含转向节部件的盘式制动器有限元模型,利用复特征值分析法对该制动器的振动尖叫特性进行预测分析,重点探讨了转向节的特性对制动尖叫行为的影响.结果表明增大摩擦因数会增强制动系统产生尖叫的倾向和强度,转向节对制动系统不同部件之间的耦合具有重要影响,其模态将会诱导制动尖叫噪声的产生.当模型忽略转向节时,尖叫预测结果可能出现"过预测"和"欠预测"的现象.转向节刚度增大会诱导更多频率的不稳定振动产生,同时增大系统的振动尖叫强度.由于转向节和盘毂之间并没有存在明显的摩擦运动,因此转向节-盘毂连接处的摩擦因数并不会对系统的制动尖叫行为产生重要的影响.以上研究结果为认识制动尖叫的产生机理及提出合理改善尖叫措施提供依据.     

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。     

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。     

摩擦摆中的摩擦激励特性研究

介绍一种摩擦摆实验装置,建立摩擦摆稳定摆动状态下系统的运动微分方程,计算并讨论摩擦副间相对角速度和相对角加速度对摩擦摆自激振动稳定性的影响。结果表明:与相对加速度有关的交变摩擦力是系统自激振动的主要原因,因此有效控制工程实践中各种摩擦自激振动的途径在于,力求使摩擦副间摩擦力既不随相对速度变化,更不随相对加速度波动。     

端面接触摩擦磨损试验机的研制

为了研究直升机发动机齿轮的端面垫片的摩擦特性,选择优质的材料和改性方法,研制了一台端面接触摩擦磨损试验机.文中介绍了试验机的设计思想、工作原理和结构特点.该试验机可在一定范围内实行载荷、速度控制,利用虚拟测试软件LabVIEW建立友好的虚拟仪器面板,可完成对摩擦力数据的采集、动态曲线显示及数据保存,该试验机且可以通过修改夹具来实现多功能实验.