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，一直備受關注。特別是噪聲的產生機理尚不清楚。近年來研究結果表明，粘滑振動對噪聲的產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值模擬，獲得了由干摩擦引起的Grazing-sliding現(xiàn)象。結果表明，制動系統(tǒng)沿著制動方向的剛度系數和制動盤轉動的角速度對系統(tǒng)運動狀態(tài)的影響比較明顯。隨著上述兩參數的變化，制動系統(tǒng)的運動狀態(tài)經歷了從無粘著現(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將不會有粘滑現(xiàn)象發(fā)生。制動盤的轉速越低，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。分析的結果對于我們從工程角度出發(fā)選擇制動材料和設計制動系統(tǒng)結構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、初始轉速運動，施加制動力的瞬態(tài)過程。重點考察了制動盤的轉速以及制動盤與制動片的相對速度隨時間的變化趨勢，關注瞬態(tài)的非穩(wěn)定的運動狀態(tài)。數值結果表明，制動盤的轉速逐漸趨于零，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