圆筒式磁流变制动器结构与磁路耦合的优化设计

基于Bingham塑性模型,导出了圆筒式磁流变制动器的制动力矩公式,分析了结构与磁路的耦合关系．在此基础上,提出一种结构与磁路集成优化设计的方法;以最大化制动器制动力矩和最小化制动器质量为目标,建立磁流变制动器集成优化数学模型,采用ANSYS基于参数化有限元分析的优化技术进行优化求解,得到磁流变制动器的最佳设计方案．仿真结果表明该设计方案既能满足制动力矩要求,又能满足磁路设计要求．最后分析了励磁电流与制动力矩的输入-输出关系．     

基于盘-块间弹簧接触动力学模型的盘式制动器抖动改进设计

为了更加准确地量化制动抖动的产生,寻找降低抖动的方案,构造了一种盘式制动器盘-块间采用面分布式弹簧接触的动力学模型,并通过将仿真结果与台架试验结果进行对比来验证所构建的动力学模型的正确性以及适用性。从制动压力波动和制动力矩波动的计算表达式中找到制动抖动的关键影响参数,提出对制动卡钳结构和制动块背板结构进行改进的两种改进方案。同时,提出一种结合有限元分析与理论计算的参数确定方法确定改进后制动系统的参数。将改进后的制动器参数值输入到搭建的制动器Simulink模型进行仿真,获得改进后的制动压力波动和制动力矩波动的时域响应,并将其与改进前的仿真结果进行对比分析。研究结果表明,改进后制动系统的制动压力波动量比改进前减少了32.43%,制动力矩波动量比改进前减少了38.50%,说明所提出的制动器结构改进方法在降低制动抖动方面是有效的。     

基于模态频率特征的浮钳盘式制动器盘块间法向接触刚度辨识方法

盘式制动器广泛应用于交通工具和工业装备,在制动过程中出现的摩擦振动噪声和制动盘与制动块之间的接触摩擦作用有密切关系。由于受到多种因素影响,建立准确的制动器关键零件接触关系仍是当前制动器振动噪声研究的难点。基于接触刚度能够影响系统刚度从而改变制动盘模态频率的动力学特性,针对乘用车浮钳盘式制动器,提出一种基于模态频率特征的制动器盘块间法向接触刚度辨识方法。应用锤击模态试验测得不同制动压力条件下制动盘各模态的频率特征;基于ABAQUS软件建立约束条件下制动盘与制动块装配体的有限元模型,在1~10 kHz范围内对该模型进行前7阶面外模态频率分析,辨识得到制动盘与制动块之间的法向接触刚度,并对接触刚度变化原因进行了分析。结果表明,随着制动压力的增加,由于制动块摩擦材料的孔隙度减小,接触刚度增大;随着制动盘模态阶次的提高,由于制动盘与制动块在谐振状态时其接触面积发生变化,接触刚度会先增大然后基本保持不变。该方法可用于建立准确的制动器盘块间接触关系,以开展制动器振动噪声仿真分析,能够提高计算精度,保证分析结果的可靠性。     

鼓式制动器动态应变和温度特性试验研究与分析

鼓式制动器的工作过程存在着强烈的摩擦学-传热学-机械学耦合行为,其动态受载状态研究是分析制动器制动特性、进行疲劳寿命评估和结构优化设计的重要基础。该文以某重型卡车的鼓式制动器动态特性为研究对象,设计试验获得了两种制动工况下制动鼓外表面的动态应变和摩擦表面的温度变化,并采用有限元软件ABAQUS进行了考虑磨损的热机耦合仿真分析。结果表明,制动鼓局部与制动蹄不同位置接触时应变呈现极度不均匀的特征,且相似的一组四个波峰在随制动鼓的旋转重复出现。随着温度升高,热应变对制动鼓的平均应变状态影响显著。     

双线圈旁置式新型磁流变制动器的设计与优化

为提高传统单线圈混合式磁流变制动器的制动力矩,提出了一种双线圈旁置式新型磁流变制动器.利用一种新的线圈安装方式,增大了制动盘圆柱面的可控作用面积,从而增大了磁流变制动器的制动力矩.基于Herscher-Bulkley模型,提出了双线圈旁置式磁流变制动器的力矩模型与磁路设计方法,并在特定条件下对其进行了多目标优化.研究结果表明:与单线圈混合式相比,在相同体积条件下,双线圈旁置式能产生更大的制动力矩;而为了充分利用磁流变液的流变性能,获得更紧凑的结构,双线圈旁置式磁流变制动器的宽度应在80~100mm之间,长宽比的合理范围应在0.6~1.2之间;优化后在制动器质量基本维持不变的情况下,制动力矩提高了11%.研究结果可作为磁流变制动器的设计参考.     

制动器制动温度对制动性能的影响

摩擦材料的特性决定了制动器的制动性能对温度的敏感程度,这是制动性能稳定性的主要影响因素之一。不同摩擦材料热衰退性能有较大差异,本文对采用粉末冶金摩擦材料的制动器和采用陶瓷摩擦材料的制动器进行了试验研究,对比分析了其性能差异。     

铁道机车车辆制动颤振现象分析

对机车车辆在低速制动工况下转向架及制动系统发生的颤振现象进行了系统分析。通过对制动中轮对与闸瓦摩擦副特性曲线、制动系统动态特性的分析研究可知,摩擦副负特性曲线是引起制动系统颤振的根本原因,可通过加强制动器与转向架构架连接刚度的方法来抑制和消除制动系统颤振。     

浅谈盘式制动器在提升机上的应用

盘形制动器是靠碟形弹簧产生制动力．靠液压松闸,即充油松闸,放油抱闸。盘式制动系统因多副制动器同时使用,即使一副制动器失灵也只是影响一部分制动力矩,故可靠性高,并且具有完善可靠的二级制动性能,它的瓦块闸制动系统对轴向窜动的敏感性适应能力强。可见盘式制动系统与矿井提升机配套使用,是最理想的选择。     

连续制动条件下泡沫陶瓷/金属双连续相复合材料的摩擦磨损性能EI北大核心CSCD

为解决履带式特种车辆机械制动器过热失效问题,采用挤压铸造法制备SiC/Cu和SiC/Fe双连续相复合材料,研究两种材料在连续紧急制动工况和连续高温制动工况下的摩擦磨损性能。结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、三维形貌仪等手段分析摩擦因数、温度和磨损率的变化规律,揭示相应的磨损机理。结果表明:在连续紧急制动实验中,接触表面经历了摩擦膜形成和层间断裂过程,摩擦因数随接合次数增加略微下降,并趋于稳定。在前40次接合中,SiC/Cu和SiC/Fe摩擦副的磨损率整体下降。在40~60次接合中,SiC/Cu摩擦副黏着磨损、氧化磨损和疲劳磨损加剧,磨损率升高。而SiC/Fe摩擦副以磨粒磨损为主,磨损率较低。在连续高温制动实验中,摩擦因数在前6次接合中逐渐升高,制动时间逐渐缩短。在第6次接合后,摩擦副边缘区域出现的黏着磨损和疲劳磨损导致力矩下降,摩擦因数和制动时间均呈先降后升趋势。连续高温制动过程中以严重的黏着磨损为主,SiC/Cu和SiC/Fe摩擦副的磨损率均随接合次数增加而升高。     

M型沟槽仿生制动盘的减振降噪性能研究

随着汽车工业的发展,盘式制动器的制动稳定性及安全性受到广泛的关注。在盘式制动器的制动过程中,制动盘表面加工形式以及制动条件对制动盘的振动,噪声都会有直接的影响。首先对制动盘表面进行仿生设计。利用鸟类翅膀在飞行过程中具有阻力小的特点,使用MOPA激光器在制动盘表面加工出4种不同数量及深度的M型沟槽。使用洛氏硬度计制动盘盘面进行硬度测试,分析M型沟槽对其硬度的影响。在LINK3900台架实验设备上进行NVH台架实验,对比分析不同工况下M型沟槽对制动噪声和制动卡钳振动的影响,确定较好的设计方案。