制動器有限元分析

車輛工程專業(yè)畢業(yè)論文，論文編號:JX897  論文字數(shù):13361.頁數(shù):31

摘     要

 隨著我國汽車保有量不斷增長，人們在購買汽車時不僅僅關注汽車的價格、安全性，同時對汽車振動噪聲等與舒適性相關的要求也越來越高。隨著汽車技術的不斷進步，車內(nèi)振動與噪聲明顯降低，而一些子系統(tǒng)和零部件的振動噪聲問題如制動器等變得越來越突出，因此對制動器進行振動噪聲方面的研究顯得非常重要。這對制動器的結(jié)構(gòu)設計具有很強的實用價值。
 本文采用有限元和模態(tài)分析方法，研究汽車盤式制動器的制動尖叫傾向性問題和基于尖叫傾向性的結(jié)構(gòu)設計改進。以某制動器為例，建立了基于面接觸的有限元模型。在非線性分析的基礎上利用復特征值分析方法對制動器的不穩(wěn)定模態(tài)進行預測，從而得到制動器的制動尖叫傾向性。并進一步分析了系統(tǒng)參數(shù)因素如摩擦系數(shù)、摩擦阻尼、制動力和轉(zhuǎn)速等對制動尖叫傾向性的影響。最后探討了如何對關鍵部件進行設計改進來降低制動尖叫傾向性。上述方法為今后的盤式制動器噪聲分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計提供了一種可以借鑒的方法。

關鍵詞：尖叫傾向性  面接觸  非線性    結(jié)構(gòu)優(yōu)化

Abstract
 With the increasing vehicle population in our country,people not only pay attention to the price and safety of automobiles,but also pay more and more attention to the automobile comfort such as vibration and noise when buying automobiles.With the advancement of science and technology,the interior vibration and noise levels have been lowered obviously.However the vibration and noise of certain subsystems and components such as brake systems become much noticeable.So,study of the vibration and noise of brake systems becomes very important,which has high practical value for brake system design.
 In this article,the finite element method combined with mode analysis was introduced to study the brake squeal propensity and the optimization of brake system structure design based on brake squeal propensity. A new finite element model of brake system based on surface contact was established. Complex eigenvalue analysis was then used to predict the instable modes and their brake squeal propensity. Parameter study was performed on the system design parameters such as friction-induced damping, friction coefficient,brake force and rotor rotational velocity. Finally, optimization of key parts of the brake system was conducted to reduce the brake squeal propensity. The method will prove to be useful for future disk brake noise analysis and structural optimization design.
 Keywords：brake squeal propensity    surface contact    nonlinearity
 structure optimization
目  錄
摘要 i
Abstract ii
第一章     緒論 1
 1.1  研究動機與目的 1
 1.2  研究背景 1
 1.3  研究方法與系統(tǒng)描述 1
 1.4  論文內(nèi)容概述 2
第二章    制動噪聲產(chǎn)生的機理 3
 2.1   制動器的結(jié)構(gòu)和工作原理 3
2.1.1  制動器的結(jié)構(gòu) 3
2.1.2  制動器的工作原理 3
 2.2  制動噪聲產(chǎn)生機理 5
 2.2.1  制動器激振力的影響 5
 2.2.2  制動噪聲的分類 5
 2.2.3  制動噪聲產(chǎn)生的原因 6
第三章     制動器的有限元建模 7
 3.1   模型的建立及各部件材料的選擇 7
3.1.1  制動鉗體的建模 7
3.1.2  活塞的建模 7
3.1.3  制動片的建模 7
 3.2   單元的選擇及網(wǎng)格劃分 9
     3.2.1  劃分網(wǎng)格 9
     3.2.2  需要注意的問題 11
 3.3  選擇邊界條件 11
第四章     有限元分析 12
     4.1   有限元法的應用及特點 12
         4.1.1  有限元法的應用 12
         4.1.2  有限元法的特點 12
 4.2   各零件的模態(tài)分析 13
         4.2.1  建立閉環(huán)耦合模型 15
         4.2.2  摩擦耦合的簡化 17
         4.2.3  各零件聯(lián)接面的彈性耦合的簡化 19
     4.3   整體模型的有限元分析 21
         4.3.1  耦合模型的模態(tài)分析 21
         4.3.2  聯(lián)接面處聯(lián)接剛度對系統(tǒng)的影響 22
         4.3.3  不穩(wěn)定模態(tài)及其子模態(tài)構(gòu)成 23
第五章     全文總結(jié)展望 25
     5.1   全文總結(jié) 25
     5.2   展望 25
致謝 26
參考文獻 27