鐵路車輛盤形制動噪聲的有限元復特征值分析.pdf

1、鐵路車輛的盤形制動裝置在制動過程中出現(xiàn)的噪聲不僅造成環(huán)境污染，而且意味著制動系統(tǒng)產(chǎn)生了強烈的自激振動，可能引起制動系統(tǒng)部件的失效以及損壞。因此開展鐵路車輛盤形制動裝置的自激振動特性研究對發(fā)展我國高速列車有著積極的社會意義和重大的現(xiàn)實意義。 通過研究摩擦制動噪聲的機理來減小或消除制動噪聲和制動顫振對研究者和工程師們來說是一個活躍的主題。CAE仿真分析方法在揭示制動噪聲機理方面扮演了一個重要的角色。本文運用有限元方法對鐵路車輛盤形制

2、動裝置整體模型進行了摩擦運動穩(wěn)定性分析，發(fā)展了利用有限元復特征值方法分析制動系統(tǒng)摩擦噪聲的技術(shù)，大大提高了運用有限元復特征值分析制動系統(tǒng)摩擦噪聲的效率。 本文建立了鐵路車輛盤形制動裝置的三維實體有限元模型，包括了制動盤、制動閘片、閘片托、制動杠桿和杠桿座等全部制動裝置部件模型，耦合了摩擦力的影響。運用有限元分析軟件求解摩擦系統(tǒng)運動方程的復特征根，根據(jù)復特征根的實部出現(xiàn)正值來判定系統(tǒng)發(fā)生失穩(wěn)的模態(tài)，也就是可能產(chǎn)生摩擦噪聲的模態(tài)。討

3、論了摩擦系數(shù)、接觸剛度系數(shù)、系統(tǒng)的約束條件以及模擬接觸彈簧單元的數(shù)量等因素對摩擦噪聲的影響。仿真計算結(jié)果表明： 1、摩擦噪聲發(fā)生時具有模態(tài)耦合的特點。隨著摩擦系數(shù)的變化，相鄰模態(tài)的頻率曲線可能出現(xiàn)重合的現(xiàn)象，從而具有發(fā)生摩擦噪聲的傾向。 2、摩擦系數(shù)對摩擦噪聲的產(chǎn)生有重要影響。隨著摩擦系數(shù)的增大，耦合模態(tài)的復特征值實部值將增大，表明制動系統(tǒng)產(chǎn)生摩擦噪聲的傾向增大。 3、制動閘片的接觸剛度系數(shù)對摩擦噪聲的產(chǎn)生具有很

4、大的影響。減小接觸剛度系數(shù)，系統(tǒng)產(chǎn)生摩擦噪聲的傾向?qū)p小。 4、制動盤和閘片的相對運動方向?qū)δΣ猎肼暤漠a(chǎn)生有較大的影響。當制動盤逆時針方向轉(zhuǎn)動時，制動系統(tǒng)不發(fā)生摩擦噪聲的穩(wěn)定區(qū)域較大。 5、系統(tǒng)的約束條件對摩擦噪聲的形成有顯著的影響。隨著約束數(shù)量的減少，發(fā)生摩擦噪聲的傾向增大?？梢酝ㄟ^設計適當?shù)募s束來增強制動系統(tǒng)的穩(wěn)定性并抑制制動噪聲的發(fā)生。 6、制動噪聲模型的分析精度主要受模型單元尺寸的影響，而在摩擦接觸界面