基于阻尼襯墊的汽車盤(pán)式制動(dòng)器噪聲機(jī)理研究.pdf

1、如今隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車已經(jīng)進(jìn)入了普通老百姓的家庭，方便了人們的日常生活和工作。但汽車的噪聲，特別是制動(dòng)器噪聲，已成為現(xiàn)代城市生活不可忽視的一大公害，并引起廣大消費(fèi)者的廣泛關(guān)注?？刂圃肼曃廴疽阎饾u成為人們行車及生活的迫切要求，因此降低汽車的制動(dòng)噪聲成為了汽車制造商乃至全人類社會(huì)強(qiáng)烈共識(shí)和亟待解決的重要問(wèn)題。
　　 本文的課題來(lái)源是浙江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目“浙江省汽車零部件試驗(yàn)基地計(jì)劃”，編號(hào)2003E10052。文章在查閱

2、大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以盤(pán)式制動(dòng)器為研究對(duì)象，采用在盤(pán)式制動(dòng)器中制動(dòng)塊的底板上粘貼一層阻尼層的做法實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)減振降噪的目的，探討了粘彈性材料的阻尼特性對(duì)制動(dòng)器振動(dòng)與噪聲的影響，并達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。為阻尼技術(shù)在制動(dòng)器減振降噪方面的應(yīng)用提供了理論依據(jù)和試驗(yàn)研究方法。
　　 本文首先對(duì)問(wèn)題的工程背景做了詳細(xì)的介紹，分析了盤(pán)式制動(dòng)器摩擦噪聲的產(chǎn)生機(jī)理，解釋了振動(dòng)與噪聲之間的關(guān)系，總結(jié)了目前常用的研究振動(dòng)和噪聲的方法。通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)化的有限

3、元模型，運(yùn)用模態(tài)分析和相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析了三個(gè)主要參數(shù)：摩擦系數(shù)，制動(dòng)壓力和溫度對(duì)制動(dòng)噪聲的影響，得出相關(guān)結(jié)論。
　　 建了各零部件的三維幾何模型，研究了零部件面向制動(dòng)噪聲的動(dòng)態(tài)特性，得到了它們的各階實(shí)模態(tài)，分析探討了各個(gè)部件的動(dòng)態(tài)特性與制動(dòng)噪聲之間的關(guān)系。建立制動(dòng)器總成的CAD裝配模型和有限元模型，并對(duì)制動(dòng)器總成進(jìn)行面向制動(dòng)噪聲的復(fù)模態(tài)分析，得到總成的動(dòng)態(tài)特性。
　　 選取一對(duì)新的制動(dòng)塊，通過(guò)靜態(tài)接觸試驗(yàn)，用壓力顯示器

4、測(cè)得制動(dòng)塊上的壓力分布特性，然后測(cè)定制動(dòng)塊摩擦表面的粗糙度。然后將這些測(cè)得的真實(shí)值和磨損公式進(jìn)行計(jì)算得到結(jié)果進(jìn)行比較，指出用仿真的方法研究磨損特性的可行性，用復(fù)模態(tài)方法對(duì)不同磨損情況下制動(dòng)器噪聲的產(chǎn)生情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，最后將預(yù)測(cè)得到的噪聲結(jié)果與實(shí)際噪聲實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，說(shuō)明磨損預(yù)測(cè)結(jié)果與噪聲的聯(lián)系。文中嘗試用仿真的方法預(yù)測(cè)制動(dòng)塊的磨損情況，這是文中的一處創(chuàng)新。
　　 對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器阻尼降噪方法進(jìn)行了理論研究。首先進(jìn)行了阻尼層的機(jī)

5、理分析，分析了阻尼層在制動(dòng)系統(tǒng)中的減振機(jī)制及衡量阻尼材料特性的主要性能指標(biāo)。介紹了阻尼結(jié)構(gòu)的有限元分析方法、粘彈性阻尼材料的數(shù)學(xué)表征及其在動(dòng)力學(xué)方程的求解方法。然后建立了質(zhì)量集中的盤(pán)式制動(dòng)器參數(shù)模型，得到阻尼系數(shù)的變化對(duì)嘯叫特征參數(shù)的影響，得出在系統(tǒng)中增加阻尼可以減小不穩(wěn)定的內(nèi)部振動(dòng)模態(tài)的結(jié)論。最后對(duì)于阻尼層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建模，采用了8節(jié)點(diǎn)線性邊界單元方法，比較了四種不同結(jié)構(gòu)阻尼層結(jié)構(gòu)，結(jié)果證明該方法有著較好的計(jì)算精度，且更易操作，大大的提

6、高了計(jì)算效率。提出了對(duì)阻尼層結(jié)構(gòu)的建模方法，此方法具有一定的通用性，可以為后續(xù)對(duì)不同厚度，材料組成的阻尼層進(jìn)行快速分析，這也是文中的一處創(chuàng)新。
　　 探討了阻尼層材料按照ASTM E756-98標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于不同阻尼結(jié)構(gòu)的測(cè)試方法，并通過(guò)廠家所做的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)和計(jì)算得到粘彈性阻尼材料的振動(dòng)阻尼特性參數(shù)，包括：損失因子、楊氏模量和剪切模量。通過(guò)這種方法測(cè)得的材料阻尼特性可以被廣泛應(yīng)用在數(shù)學(xué)模型中用來(lái)設(shè)計(jì)阻尼系統(tǒng)并預(yù)測(cè)它們的工作狀態(tài)