盘式制动器非线性模型的复模态分析及改进

采用复特征值分析方法对某车盘式制动器多自由度非线性模型制动噪声进行复模态分析和试验验证。应用振型、频率等指标分析不同摩擦因数(0.20~0.65)的制动噪声。采取制动块背板铆接消音片和沿其半径倒角RJ10的改进措施,并进行改进前、后的对比研究。结果表明,摩擦因数对系统固有频率影响不大;摩擦因数减小,制动器不稳定模态数量减少,不稳定系数下降。改进后的制动器不稳定模态数量减少,不稳定模态实部显著减小,模态稳定性提高,制动噪声产生度降低,NVH性能得到改善。     

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.     

利用不稳定系数TOI分析盘式制动器噪声

针对某型号车辆前轮盘式制动器低速制动时出现的制动噪声现象,应用ABAQUS软件,建立由制动盘、制动支架及摩擦衬块组成的盘式制动器有限元模型。通过对关键零部件自由模态仿真分析和模态的锤击试验,验证有限元模型的准确性。利用复特征值法,结合系统不稳定系数TOI,分析摩擦因数、材料弹性模量、制动衬块厚度参数变化量对盘式制动器制动噪声特性参数的影响规律。优化制动盘和摩擦片的结构,装车试验后解决了制动噪声问题。     

基于响应面法的汽车盘式制动器稳定性优化设计

针对汽车制动噪声的抑制问题,将响应面法与优化技术相结合,提出一种降低系统复模态的不稳定系数以提高汽车盘式制动器系统稳定性的优化方法。该方法基于制动器的振动稳定性原理建立有限元分析模型,通过拉丁超立方试验方法采样,结合最小二乘法构建制动器系统复模态的二阶响应面近似模型,以制动器几何结构参数为设计变量,制动器复模态的不稳定系数为设计目标,采用遗传算法对响应面近似模型进行优化。对某车的浮钳盘式制动器的分析和优化算例表明,采用该方法对汽车盘式制动器的稳定性进行分析和优化,能大大提高优化效率的同时有效降低系统复模态的不稳定系数,从而提高制动器的稳定性,减小制动噪声产生的可能,达到改善汽车振动噪声与舒适性的目的。     

盘式制动器制动噪声分析

针对某型号盘式制动器,应用ABAQUS软件,建立由制动盘、制动支架及两个摩擦块组成的简化有限元模型,通过各零件的自由模态有限元分析,得到各部件的固有频率,并开展其模态的锤击试验,对比验证了简化有限元模型的正确性。基于有效的有限元简化模型和复模态理论,进行复特征值有限元分析,并对比了制动噪声台架试验检测的不稳定频率与有限元分析结果,两者具有较好的一致性。     

基于OptiStruct的盘式制动器拓扑优化设计

以某客车盘式制动器为研究对象,在三维建模软件Pro-E中建立盘式制动器的三维模型,并在有限元分析软件OptiStruct中进行盘式制动器的模态分析,为了使制动盘和制动钳体不会由于共振而产生噪声,采用了变密度拓扑优化方法,建立了以质量最轻为优化目标,单元密度为变量,制动钳体的3阶模态为约束条件的拓扑优化。优化结果降低了制动钳体的3阶模态频率,并且给出了制动钳体的材料最优分布图,优化后的模态频率可以使制动钳体避免与制动盘产生共振而产生噪声。     

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。     

基于改进结构理论下鼓式制动器振动噪声抑制方法研究

针对鼓式制动器制动过程中的振动噪声问题,通过对鼓式制动器制动过程激振力频率进行计算,对制动器结构进行改进,并将改进的结构分别进行有限元及试验验证,从而得到一种抑制鼓式制动器振动噪声的结构改进方法。研究结果表明,改进结构方法能够明显抑制制动振动噪声现象,结构改进后模型在激振力大小附近并没有共振点,试验结果与仿真结果相关性高。     

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。     

汽车制动盘的有限元模态分析

针对汽车盘式制动器制动过程中的振动问题,以模态分析理论为基础,通过三维软件UG建立盘式制动器主要零部件的模型,利用有限元软件Ansys-workbench对其进行了有限元模态分析,提取了其前6阶模态进行了详细分析,得到了制动器主要部件的固有频率和模态振型,避免了盘式制动器主要零部件之间可能出现的共振,为降低制动过程中出现的振动以及结构优化提供理论指导。     

基于复特征值方法的矿用鼓式制动器制动稳定性分析研究

基于复特征值方法,运用有限元软件ABAQUS,建立矿用鼓式制动器的有限元模型,对其制动稳定性进行相关研究。结果发现:复特征值方法是一个准静态过程,可以得到制动系统的不稳定模态、频率及可能发生的概率大小;随着摩擦系数的增大,制动系统的不稳定状态越来越多。系统的几个模态会出现耦合现象,这是导致制动系统不稳定的根本原因;随着弹性模量的增加,制动系统的不稳定模态最高频率也在增加,制动系统发生不稳定的概率越来越低。     

基于逆向工程建模技术和有限元法的汽车盘式制动器NVH特性研究与优化

以某型盘式制动器为研究对象,采用仿真分析与实验相结合的研究方法针对汽车盘式制动器噪声问题进行研究。基于三维扫描技术,通过利用handyscan设备,获得制动器卡钳体点云数据,并在Catia及Solidworks中进行拟合处理建立准确的盘式制动器三维模型。在对盘式制动器NVH特性研究分析过程中,采用具有三层结构设计的刹车片,通过改变刹车片材料中粘弹性成分及刹车片参数的方法进行盘式制动器NVH性能优化。首先针对制动器各子结构的三维模型进行模态分析,获得可能发生制动尖叫的模态频率及振型,并通过F.R.F共振频率测试仪和激光测振仪等实验,验证了有限元模态分析所得结果的正确性,Dyno台架试验结果以用来验证仿真结果预测的准确性与可信度。实验结果证明,优化后刹车片能够提高汽车盘式制动器NVH性能,制动噪声得到降低。     

盘式制动器结构优化及其制动噪声分析

为进一步研究盘式制动器在制动过程中制动噪声问题,运用序列二次规划理论对盘式制动器进行优化,以制动盘通风孔作为优化对象,将优化得到的几何数据代入几何模型,从而得到一种新型抑制制动噪声的盘式制动器结构,并针对新型结构制动噪声特性相关变化规律进行理论分析和试验验证。研究结果表明:序列二次规划优化算法对于计算盘式制动器制动盘通风孔几何参数问题具有稳定性和准确性,能够为后续产品优化提供计算依据;在制动盘几何模型上加入通风孔后有效地将制动器特征频率进行分离,明显抑制制动噪声问题;通过盘式制动器试验对优化前、后的模型进行验证,试验结果与仿真结果具有一致性,验证了通风孔盘式制动器对于抑制制动噪声尖叫具有重要作用。     

盘式制动器复模态摩擦耦合制动稳定性分析

为研究影响汽车制动噪声的因素,以通风盘式制动器为研究对象,应用有限元软件ABAQUS,建立制动尖叫有限元模型,通过自由模态试验及制动尖叫台架试验验证了模型正确性,进行复特征值分析和自由模态分析,探讨系统部件自由模态与摩擦耦合模态的关系,摩擦系数及制动系统关键部件刹车盘刹车片的弹性模量对制动稳定性的影响,结果显示在摩擦耦合作用下,系统中固有频率接近的部件产生模态耦合,导致系统不稳定振动;系统摩擦系数越大,摩擦耦合程度也越大,系统不稳定性越大,但主振频率不变;刹车盘和刹车片弹性模量增大分别起到增强和削弱摩擦耦合对系统不稳定性的影响。     

安装中央制动器的变速器后壳改进设计与仿真

为了满足直接安装中央制动器的要求,对原有变速器后壳进行了结构改进设计,并利用有限元法校核了改进后的壳体静力学强度与刚度.通过模态仿真分析,比较了原方案与改进后方案的模态振动特性.分析结果表明,改进后的壳体能承受制动器制动力矩的作用而不会发生损坏,自由模态频率较原方案略有提高,约束模态频率远高于变速器受到的激振频率.该变速器后壳具有良好的静态、动态特性,满足实际使用需求.     

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。     

基于等温设计理论的湿式多片式制动器特性分析

为了提高和改进湿式多片盘式制动器的制动特性分析准确性和避免局部高温高压对制动器造成的破坏,以轮式装载机驱动桥湿式多片式制动器作为研究对象,通过对制动器热弹性失稳现象进行分析,依据等温设计理论,提出了一种对湿式制动器制动器制动特性的计算方法,通过将摩擦因数和径向差异等因素的引入,修正传统对初始村片压力分布规律计算方程,进一步提高对制动转矩、制动操纵力及有效半径的计算精度,提出了基于等温设计原理的湿式制动器主要设计指标的约束方程。分析结果表明,该压力分布计算模型相对压力均布模型计算精度高,满足通用计算条件;在热机理论作用下,由于冷却液作用,温升最终恒定,整体呈现相对稳定状态;等效外径相对均布模型较大,故可在较小的制动操作力情况下获得相同制动力矩;通过等温设计理论的引入提出了一种准确有效的设计理论,并得到湿式制动器主要设计指标之间的约束方程。     

新型重载汽车轮式制动器仿真分析

利用虚拟样机技术对一种重载汽车的轮式制动器展开了研究。首先计算出轮式制动器的促动力、摩擦片制动转矩等主要参数。采用ADAMS软件对轮式制动器的虚拟样机模型进行仿真分析,仿真得到的总制动转矩与理论计算结论基本一致。仿真分析发现各摩擦片产生的制动转矩大小不等。用有限元软件ANSYS分析了各摩擦片的表面应力,验证ADAMS软件关于摩擦片制动转矩的仿真结果。仿真分析,发现了轮式制动器摩擦因数对制动轮的振幅和振动频带的影响规律。采用的基于虚拟样机的研究方法为轮式制动器的优化提供了一种新思路。     

颗粒阻尼用于鼓式制动器减振降噪

分析了颗粒阻尼用于鼓式制动器减振降噪的可行性,并对其阻尼特性进行了试验研究.建立某鼓式制动器的有限元模型,在考虑摩擦衬片和制动鼓之间摩擦接触的情况下,计算了当制动鼓周缘具有填装颗粒的孔洞时在制动工况下制动鼓的应力状况.向制动鼓周缘的孔洞填充不同材料、不同填充比的颗粒,通过试验获得静态下制动鼓模态阻尼比随颗粒参数的变化情况.结果表明,颗粒阻尼器可有效提高制动鼓的模态阻尼比,具有良好的减振降噪效果.     

基于时变不确定性理论重载盘式制动器设计方法研究

为了解决传统盘式制动器设计过程中出现的设计保守与时效性差等问题,提出一种基于时变不确定因素的盘式制动器可靠度计算模型,并以盘式制动器制动距离和制动温升作为制动性能的限制条件得到盘式制动器时变不确定性的设计方法。分析结果表明,通过对盘式制动器重新设计计算后,制动距离可靠性与制动温升可靠性均达到可靠性要求;通过对重新设计的盘式制动器进行有限元分析后,发现重新设计模型强度及温度场分布满足使用要求。