汽車盤式制動系統(tǒng)粘滑運動的非線性動力學分析.pdf

1、盤式制動系統(tǒng)的振動和噪聲問題是一個復雜的動力學問題，一直備受關(guān)注。特別是噪聲的產(chǎn)生機理尚不清楚。近年來研究結(jié)果表明，粘滑振動對噪聲的產(chǎn)生起著非常重要的作用。在本論文中，我們著重研究了一種汽車盤式制動系統(tǒng)粘滑振動的非線性動力學特性。 本文主要考慮了系統(tǒng)沿著水平方向和徑向兩個方向的摩擦運動，把制動盤作為剛體對待，把制動片作為質(zhì)點對待，分別建立了4自由度和5自由度的兩個動力學模型。兩個動力學方程右端項不連續(xù)，是一種典型的非光滑系統(tǒng)Fi

2、lippov系統(tǒng)。用龍格庫塔方法數(shù)值模擬了系統(tǒng)在徑向和切向兩個方向上的粘滑振動，特別是干摩擦引起的滑動分叉現(xiàn)象。 通過對四自由度制動系統(tǒng)的非線性動力學特性進行數(shù)值模擬，獲得了由干摩擦引起的Grazing-sliding現(xiàn)象。結(jié)果表明，制動系統(tǒng)沿著制動方向的剛度系數(shù)和制動盤轉(zhuǎn)動的角速度對系統(tǒng)運動狀態(tài)的影響比較明顯。隨著上述兩參數(shù)的變化，制動系統(tǒng)的運動狀態(tài)經(jīng)歷了從無粘著現(xiàn)象的周期運動到每周期有一個或多個粘著現(xiàn)象的周期運動的復雜過程。

3、在轉(zhuǎn)換過程中，夾雜著粘滑不斷交替的混沌運動。證明了粘滑現(xiàn)象只發(fā)生于低制動速度時，而當制動速度比較高的時候?qū)⒉粫姓郴F(xiàn)象發(fā)生。制動盤的轉(zhuǎn)速越低，粘滑的周期運動越容易出現(xiàn)，而且周期中粘著段的數(shù)量越少，系統(tǒng)振動振幅越小。在混沌運動中和頻繁出現(xiàn)粘滑交替的周期運動中，振動的振幅越大。分析的結(jié)果對于我們從工程角度出發(fā)選擇制動材料和設(shè)計制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以達到抑制噪聲的目的有著很好的參考作用。 對五自由度制動系統(tǒng)模擬的是從某一時刻起，制動盤以某一

4、初始轉(zhuǎn)速運動，施加制動力的瞬態(tài)過程。重點考察了制動盤的轉(zhuǎn)速以及制動盤與制動片的相對速度隨時間的變化趨勢，關(guān)注瞬態(tài)的非穩(wěn)定的運動狀態(tài)。數(shù)值結(jié)果表明，制動盤的轉(zhuǎn)速逐漸趨于零，有時在零點附近有輕微波動；制動盤與制動片的相對速度在水平方向上變化復雜，表現(xiàn)為以下幾種運動狀態(tài)：包括相對速度穿越0值的無粘滑運動、穿越0值的粘滑運動、無穿越0值的粘滑運動，相對速度為0的粘著運動等；制動盤與制動片的相對速度在徑向變化較單一。另外，系統(tǒng)的阻尼、水平方向上兩