表面溝槽排布角度對制動盤材料摩擦振動噪聲的影響.pdf

1、摩擦引起的振動和噪聲會嚴(yán)重影響機械設(shè)備的精度及可靠性，使其服役壽命大打折扣，同時會對人們的聽覺舒適度和身心健康造成重大影響，并對自然環(huán)境造成極大的噪聲污染。在眾多由摩擦引起的振動和噪聲之中，車輛在制動時產(chǎn)生的摩擦振動噪聲給人們的工作及生活帶來了許多困擾，并成為了國內(nèi)外城市發(fā)展所面臨的一個急需解決的難題。由于摩擦接觸界面的接觸狀態(tài)與特征是影響摩擦振動噪聲的一個重要因素，所以，對摩擦接觸界面進(jìn)行結(jié)構(gòu)處理，開展溝槽制動盤表面對摩擦振動噪聲影響

2、的系列研究，對探尋抑制摩擦噪聲的方法具有重大的理論指導(dǎo)和現(xiàn)實實踐意義。
　　本文首先在列車鑄鐵制動盤材料表面分別加工出不同寬度的溝槽，進(jìn)行小樣試驗，選取在本論文寬度范圍內(nèi)降噪效果相對最好的溝槽寬度，在此寬度基礎(chǔ)上研究不同角度排布的溝槽對摩擦振動噪聲的影響，并利用有限元及理論分析相結(jié)合的方法探究不同角度排布溝槽制動盤的降噪機理。然后選取兩種有代表性的排布角度在小樣試樣表面進(jìn)行半開溝和混合開溝處理，進(jìn)一步研究不同角度排布的溝槽表面的降

3、噪效果，并對本研究所提出的溝槽降噪機理進(jìn)行驗證。最后，本文在高速列車鍛鋼制動盤表面加工出兩種角度排布的溝槽，研究其在縮比試驗臺上的降噪效果，并對本研究所提出的降噪機理進(jìn)行進(jìn)一步的驗證，同時本文在縮比試驗臺上研究了試驗時間對溝槽降噪效果的影響。主要結(jié)論如下:
　　1、在本文銷-盤摩擦噪聲小樣試驗所選的三個溝槽寬度尺寸之中，當(dāng)寬度為1mm時，溝槽制動盤表面的降噪效果相對最佳。在此寬度基礎(chǔ)上探究制動盤表面溝槽排布角度對摩擦振動噪聲的影響

4、，由試驗可知降噪效果由好到差依次為T-45、T-135、T-60和T-90表面等，并在一定角度范圍內(nèi)(45°～90°)，溝槽排布角度越大，降噪效果越弱。
　　2、本研究認(rèn)為溝槽的降噪機理可總結(jié)如下:一方面，溝槽收集及儲存磨屑的作用，改善了摩擦界面的磨屑行為及磨損特性，并在一定程度上抑制了摩擦系統(tǒng)的高頻不穩(wěn)定振動及摩擦振動噪聲的產(chǎn)生。另一方面，溝槽的存在打斷、分散及重新分布了集中在制動片前緣或前角處的接觸應(yīng)力，干涉時間的長短不僅決定

5、了溝槽打斷、分散及重新分布集中應(yīng)力能力的強弱，而且決定了其抑制摩擦振動噪聲能力的強弱。
　　3、半開溝試樣溝槽部分的噪聲強度明顯低于光滑部分，接觸界面的磨損程度也更為輕微。對于溝槽表面部分，45°溝槽表面的降噪效果明顯優(yōu)于90°溝槽表面。T-h-45/90表面、T-h-45表面、T-h-90表面的干涉時間依次減少，且對摩擦振動噪聲的抑制能力依次減弱。這對本研究提出的降噪機理進(jìn)行了很好地驗證。
　　4、縮比噪聲試驗表明，與光滑