隨機(jī)模糊不確定盤式制動(dòng)器穩(wěn)定性研究.pdf

1、汽車的振動(dòng)噪聲(NVH)性能是衡量整車性能的關(guān)鍵指標(biāo)，直接影響顧客的購車選擇。如何降低車內(nèi)噪聲水平，改善汽車NVH性能，提高車輛乘坐舒適性，正日益受到國內(nèi)各汽車公司的重視。盤式制動(dòng)器作為汽車底盤的重要組成部分，當(dāng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生令人不適的制動(dòng)噪聲。近年來，汽車售后服務(wù)中關(guān)于制動(dòng)噪聲的投訴率居高不下，如何降低制動(dòng)噪聲產(chǎn)生的傾向性成為國內(nèi)外許多學(xué)者重點(diǎn)關(guān)注的問題。
　　本文在國家自然科學(xué)基金(11572121和11402083

2、)和湖南省研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目(CX2013B143)的資助下，基于盤式制動(dòng)器的簡化有限元模型，結(jié)合復(fù)特征值法和響應(yīng)面法建立盤式制動(dòng)器的參數(shù)化模型，考慮盤式制動(dòng)器的參數(shù)不確定性對(duì)制動(dòng)器的穩(wěn)定可靠性的影響，提出含隨機(jī)模糊混合不確定參數(shù)的盤式制動(dòng)器穩(wěn)定性分析方法以及盤式制動(dòng)器時(shí)變穩(wěn)定可靠性分析與優(yōu)化方法。
　　論文的主要研究工作有:
　　(1)建立了某盤式制動(dòng)器的有限元模型，采用復(fù)特征值法對(duì)制動(dòng)噪聲傾向性進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的第7

3、階模態(tài)對(duì)應(yīng)復(fù)特征值阻尼比最小，為主要的不穩(wěn)定模態(tài)?？紤]摩擦對(duì)制動(dòng)噪聲產(chǎn)生的影響，研究了不同摩擦系數(shù)下該盤式制動(dòng)器第7階模態(tài)復(fù)特征值的變化，結(jié)果表明隨著摩擦系數(shù)的增大，第7階模態(tài)復(fù)特征值的實(shí)部會(huì)變大，而虛部變化不明顯，系統(tǒng)會(huì)變得不穩(wěn)定而產(chǎn)生制動(dòng)噪聲。
　　(2)提出了一種含隨機(jī)模糊混合不確定參數(shù)的盤式制動(dòng)器穩(wěn)定性分析方法。該方法先建立盤式制動(dòng)器不穩(wěn)定階次模態(tài)阻尼比的響應(yīng)面模型，實(shí)現(xiàn)模型參數(shù)化;再基于可靠性分析原理，采用混合參數(shù)可靠度

4、計(jì)算方法對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行穩(wěn)定可靠性分析，并用Morris方法對(duì)參數(shù)化模型的不確定參數(shù)進(jìn)行全局靈敏度分析，得到制動(dòng)器系統(tǒng)穩(wěn)定可靠度對(duì)不確定參數(shù)的靈敏度;在穩(wěn)定可靠度不理想的情況下，根據(jù)靈敏度分析結(jié)果，最后通過降低支撐背板密度和增加支撐背板厚度提高盤式制動(dòng)器系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　(3)針對(duì)參數(shù)化的制動(dòng)器模型，考慮制動(dòng)器在使用周期內(nèi)的磨損，將制動(dòng)盤和制動(dòng)片的厚度描述成關(guān)于時(shí)間t的函數(shù);采用隨機(jī)參數(shù)和隨機(jī)過程參數(shù)描述盤式制動(dòng)器，并用蒙特卡洛方法

5、對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定可靠性分析;針對(duì)盤式制動(dòng)器在設(shè)計(jì)使用周期內(nèi)，穩(wěn)定可靠度達(dá)不到要求的問題，以復(fù)特征值阻尼比負(fù)值的最小化為優(yōu)化目標(biāo)，支撐背板的密度和厚度為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量，采用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化，最終得到設(shè)計(jì)周期內(nèi)穩(wěn)定可靠的制動(dòng)器系統(tǒng)。
　　本文以復(fù)特征值分析為基礎(chǔ)，結(jié)合響應(yīng)面法、可靠性理論，提出了含隨機(jī)模糊參數(shù)的盤式制動(dòng)器穩(wěn)定可靠性分析與優(yōu)化方法。實(shí)例證明所提方法能有效提高盤式制動(dòng)器的穩(wěn)定可靠性，降低制動(dòng)尖叫傾向性，對(duì)工程設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)作用