【摘 要】
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随着汽车产业的不断发展,制动噪声问题受到广泛关注。但因产生机理和影响因素的复杂性,制动噪声问题成为众多汽车制造商的研究难点。本文以解决实际制动器制动噪声为目的,研究了当前国内外盘式制动器制动噪声的分析方法,基于闭环耦合模型理论建立了完整的目标制动器制动噪声分析模型,区别于有限元仿真分析,避开了零部件之间复杂的接触、摩擦等问题,从寻找影响制动噪声发生的关键结构动力学参数的角度研究抑制制动噪声的方法,
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随着汽车产业的不断发展,制动噪声问题受到广泛关注。但因产生机理和影响因素的复杂性,制动噪声问题成为众多汽车制造商的研究难点。本文以解决实际制动器制动噪声为目的,研究了当前国内外盘式制动器制动噪声的分析方法,基于闭环耦合模型理论建立了完整的目标制动器制动噪声分析模型,区别于有限元仿真分析,避开了零部件之间复杂的接触、摩擦等问题,从寻找影响制动噪声发生的关键结构动力学参数的角度研究抑制制动噪声的方法,成功解决了实际制动器存在的制动噪声问题。本文详述了目标制动器制动噪声分析模型建模过程及相关理论基础;建立了制动器所有零部件的有限元模型,并利用模态试验结果和计算结果对比确定了材料参数,验证了有限元模型的精度;将零部件有限元模型组合成子结构模型,确定其约束条件并计算反映其动态特性的模态参数,为建立制动器闭环耦合模型奠定了基础;分析了子结构之间的耦合关系,确定了耦合刚度、摩擦系数等耦合参数,具体推导了不同耦合界面之间的耦合刚度矩阵,特别是针对曲面耦合提出了新的推导方法。利用所建闭环耦合模型对目标制动器进行复特征值分析,得到了表征制动系统稳定程度的复特征根,分析结果与制动器台架试验结果保持了很好的一致性;同时,基于此模型分析讨论了摩擦系数、制动速度及材料的弹性模量对系统不稳定性的影响;综合利用子结构模态构成系数分析和灵敏度分析等分析方法,找到了对1600 Hz噪声模态影响最大的结构因素,据此提出针对制动支架进行修改的噪声抑制方案;最后利用所提出的修改方案对制动支架进行结构的修改,改进后的制动器台架试验结果表明声压级大于70 d B的制动噪声发生频次降低了90%左右,证明了所提修改方案的有效性。本文的研究工作是解决盘式制动器制动噪声问题的一个完整的成功范例,对解决类似工程问题具有很好的参考价值。
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