溝槽型表面織構(gòu)抑制列車盤形制動(dòng)尖叫噪聲的研究.pdf

1、列車制動(dòng)摩擦噪聲作為列車運(yùn)行噪聲的重要組成部分，已嚴(yán)重影響鐵路正常運(yùn)營(yíng)并制約其推廣發(fā)展，同時(shí)也給人們帶來(lái)了嚴(yán)重的危害和損失，已經(jīng)成為當(dāng)今的世界性問(wèn)題。摩擦接觸界面特征是影響摩擦噪聲的重要因素，目前，關(guān)于接觸表面形貌對(duì)摩擦噪聲影響的研究報(bào)道較少，而針對(duì)表面織構(gòu)影響接觸界面摩擦噪聲的研究則更少。因此，通過(guò)系統(tǒng)地研究溝槽型表面織構(gòu)對(duì)制動(dòng)摩擦噪聲的影響來(lái)尋求抑制列車盤形制動(dòng)尖叫噪聲的有效措施具有重大意義。
　　本文首先在列車鑄鐵制動(dòng)盤材料

2、表面分別加工出平行、徑向均勻分布的溝槽型織構(gòu)，在面-面接觸模式下對(duì)其進(jìn)行銷-盤摩擦噪聲試驗(yàn)，并在盤試樣表面一半?yún)^(qū)域加工特定參數(shù)的溝槽型織構(gòu)，結(jié)合有限元計(jì)算分析，探討了表面織構(gòu)對(duì)摩擦尖叫噪聲特性的影響。進(jìn)一步地，本文依據(jù)相似原理，以高速列車基礎(chǔ)制動(dòng)為模擬對(duì)象，研制了一臺(tái)可用于研究列車摩擦副材料、界面特性、速度等因素與制動(dòng)噪聲關(guān)系的縮比試驗(yàn)臺(tái)。分別選取兩組不同的列車摩擦副材料（鑄鐵-合成材料、鍛鋼-粉末冶金）在縮比試驗(yàn)臺(tái)上開(kāi)展了摩擦噪聲重現(xiàn)

3、試驗(yàn)并進(jìn)行對(duì)比，研究了不同材料摩擦副對(duì)制動(dòng)摩擦噪聲的影響;并在鍛鋼制動(dòng)盤試樣表面加工出具有一定尺寸參數(shù)的徑向均勻分布的溝槽型織構(gòu)，與無(wú)織構(gòu)的光滑表面鍛鋼制動(dòng)盤試樣進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步驗(yàn)證了溝槽型表面織構(gòu)對(duì)列車盤形制動(dòng)尖叫噪聲的抑制效果。主要結(jié)論如下:
　　1.在本文銷-盤摩擦噪聲試驗(yàn)參數(shù)及織構(gòu)尺寸條件下，溝槽的存在能夠在一定程度上抑制摩擦尖叫噪聲的產(chǎn)生，且在一定范圍內(nèi)，隨著溝槽寬度的增大，表面織構(gòu)對(duì)尖叫噪聲的抑制效果越好。
　　

4、2.溝槽的存在不僅能夠削弱摩擦噪聲在主頻處的能量，抑制尖叫噪聲的產(chǎn)生，還能收集及儲(chǔ)存磨屑，改善接觸界面的摩擦磨損特性。通過(guò)有限元分析可知，溝槽的存在可以打斷和分散接觸界面的壓力分布，從而抑制摩擦系統(tǒng)的不穩(wěn)定振動(dòng)，最終抑制尖叫噪聲的產(chǎn)生。
　　3.依據(jù)相似原理并參照高速列車實(shí)際技術(shù)參數(shù)，研制了一臺(tái)能夠完成拖曳試驗(yàn)和制動(dòng)試驗(yàn)，主軸轉(zhuǎn)速、慣量、制動(dòng)壓力、摩擦半徑等參數(shù)可調(diào)的縮比制動(dòng)噪聲試驗(yàn)臺(tái)，可進(jìn)行列車制動(dòng)配副材料、界面特性、列車速度、

5、載重等因素與制動(dòng)噪聲關(guān)系的研究。
　　4.在縮比制動(dòng)噪聲試驗(yàn)臺(tái)上很好地重現(xiàn)了兩組不同列車盤形制動(dòng)摩擦副材料（鑄鐵-合成材料、鍛鋼-粉末冶金）的制動(dòng)摩擦噪聲現(xiàn)象，驗(yàn)證了縮比試驗(yàn)臺(tái)的可行性。在相同試驗(yàn)條件下，鍛鋼-粉末冶金摩擦副比鑄鐵-合成材料摩擦副產(chǎn)生的尖叫噪聲強(qiáng)度更高，頻率成分更復(fù)雜，且鍛鋼制動(dòng)盤試樣表面磨損現(xiàn)象比鑄鐵制動(dòng)盤試樣的更加嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為磨屑堆積現(xiàn)象嚴(yán)重。
　　5.在縮比試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行的光滑/織構(gòu)表面鍛鋼制動(dòng)盤試樣