轮盘制动尖叫噪声的研究

摘要

随着我国进入高铁时代，高速动车组作为一种快速载运工具，越来越多的受到人们的青睐。不过随之而来的噪声污染，也引起了人们的关注。列车制动时，产生的制动尖叫噪声不仅严重影响车内乘员的感官感受，严重干扰沿线人员的生活环境，而且这种引起制动尖叫的自激振动也很可能导致制动装置的疲劳损伤，危及列车与乘客的安全。
　　经过国内外数十年的研究，目前普遍接受制动系统的模态耦合是制动尖叫噪声发生的根源。本论文基于模态耦合理论，建立了CRH380BL型动车轮盘制动系统制动噪声的有限元模型，在模型中真实考虑了制动系统各部件之间的几何约束关系。
　　论文使用摩擦自激振动的复特征值分析方法和瞬态动力学分析法研究CRH380BL型动车轮盘基础制动装置的制动尖叫噪声问题。仿真结果表明:
　　1.制动盘与闸片间的摩擦系数对制动尖叫噪声有重要的影响。随着摩擦系数的增大，制动系统出现制动尖叫噪声的可能性在增加，同时出现的制动噪声的频率也在增加。
　　2.闸片、闸片托，制动盘材料的杨氏模量对制动尖叫噪声有很大影响。减小它们的杨氏模量，制动系统出现制动尖叫噪声的可能性增大。
　　3.闸片与制动盘间动态法向接触力的主频与闸片法向振动的主频一致。瞬态分析法中得到的闸片法向振动的主频与复特征值法中预测出的不稳定频率基本一致。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 列车制动装置简介

1．2 摩擦制动噪声的历史和现状

1．2．1 摩擦制动噪声的分类

1．2．2 摩擦噪声机理研究

1．2．3 摩擦噪声的试验研究

1．2．4 摩擦噪声的有限元研究

1．2．5 摩擦振动噪声面临的问题

1．3 论文的意义及内容

1．3．1 论文的意义

1．3．2 论文主要内容

第二章 制动噪声分析理论基础

2．1 噪声与振动之间的关系

2．2 制动过程的力学描述

2．2．1 制动力矩方程

2．2．2 制动运动方程

2．2 有限元理论

2．3 接触理论

2．3．1 接触问题概述

2．3．2 接触算法的介绍

2．4 复特征值法

2．5 瞬态分析法

2．6 本章小结

第三章 轮盘基础制动装置的有限元模型

3．1 软件介绍

3．1．1 Pro／E软件介绍

3．1．2 ABAQUS有限元软件介绍

3．2 三维实体建模

3．3 有限元模型的建立

3．3．1 网格划分技术

3．3．2 网格划分算法

3．3．3 单元类型的选择

3．3．4 有限元模型定义接触

3．3．5 有限元模型约束情况

3．4 本章小结

第四章 结果分析

4．1 复特征值法预测制动尖叫噪声

4．2 制动尖叫影响因素研究

4．2．1 摩擦系数对制动尖叫噪声的影响

4．2．2 轮对旋转方向对制动尖叫噪声的影响

4．2．3 闸片材料对制动尖叫噪声的影响

4．2．4 闸片托材料对制动尖叫噪声的影响

4．2．5 制动盘材料对制动尖叫噪声的影响

4．3 瞬态分析法分析制动尖叫噪声

4．4 复特征值分析与瞬态分析结果比较

4．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文