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制动抖动仿真平台开发与研究

作　者: 孙善勇
导　师: 翁建生
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 车辆工程
关键词: 制动系统制动抖动多刚体动力学分析建模与仿真参数化设计与分析 NVH
分类号: U463.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 248次
引　用: 6次
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内容摘要

汽车振动、噪声与不平顺性(NVH)性能是汽车重要的性能指标之一,是用户直接可以感受与判定的,对用户的整体满意度影响很大。汽车厂商和零部件供应商希望在早期开发阶段能了解到其产品的NVH性能,这必须要求车辆动力学和NVH等不同学科之间联合协作开发。过去,制动系统设计只关注功能设计,随着汽车整车舒适性能的大幅提升,制动系统的振动噪声问题日益显得突出,并引起了全球汽车制造商的高度重视。每年汽车制造商在制动系统的产品研发、维修、保险上投入大量费用改进制动系统的NVH品质。在中国,由于汽车整体舒适性相对较差,对制动系统NVH的研究基本空白。随着中国汽车整体性能的提升,制动系统的设计必将由功能性设计转到高性能NVH特性结合功能特性的设计上。本文根据国内外有关制动系统振动方面的参考资料和相关机械结构,建立了一套制动系统抖动研究的开发平台,主要包括:建立完全参数化的制动系统CAD模型和参数化的ADAMS多体动力学仿真环境,初步探讨了制动系统中的制动盘厚度变化(DTV)和制动力矩波动(BTV)之间的关系,仿真预测了制动系统抖动对整车NVH性能的影响等,借助此平台进行制动系统的改进可加速设计出全新的具有高性能NVH特性的制动系统。研究的制动系统抖动开发平台将为新的制动系统的设计提供参考,为后续的热变化引起的制动系统抖动及制动尖叫的研究提供了研究基础。全参数化的模型更易于进行敏感度分析及优化设计。本文对制动系统的数学建模和仿真分析过程及仿真生成的数据进行后处理的方法也为以后的进一步开发打下基础。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章绪论  12-21
  1.1 选题依据  12-13
  1.2 制动抖动研究简介  13-15
  1.3 国内外研究进展与应用现状  15-20
    1.3.1 国外研究进展和现状  15-17
    1.3.2 国内研究进展和现状  17
    1.3.3 主要分析与试验方法  17-20
  1.4 本文研究内容  20-21
    1.4.1 主要研究内容  20
    1.4.2 主要工作  20-21
第二章制动抖动理论  21-40
  2.1 制动系统的组成  21-24
    2.1.1 盘式制动器组成及工作原理  21-22
    2.1.2 动能与热能的能量转化  22-23
    2.1.3 摩擦材料的组成  23-24
  2.2 制动抖动研究  24-39
    2.2.1 制动抖动的影响因子  25-27
    2.2.2 制动盘厚度变化（DTV）产生机理  27-30
    2.2.3 制动系统集中质量动力学建模与分析  30-34
    2.2.4 转子-定子模型理论  34-39
      2.2.4.1 摩擦块压缩特性  38-39
      2.2.4.2 制动过程中的振动模态  39
  2.3 本章小结  39-40
第三章制动系统仿真平台开发研究  40-63
  3.1 参数化仿真平台建立的意义  40-42
  3.2 制动系统参数化CAD 模型  42-47
    3.2.1 CATIA 简介  42-43
    3.2.2 参数化CAD 建模过程  43-47
  3.3 建立制动系统参数化多体动力学仿真模型  47-62
    3.3.1 ADAMS 简介  47-49
    3.3.2 参数化建模过程  49-55
      3.3.2.1 定义制动盘表面  49-50
      3.3.2.2 定义摩擦块接触点  50-51
      3.3.2.3 定义摩擦系数  51-52
      3.3.2.4 正压力的产生  52-54
      3.3.2.5 正压力的计算  54-55
      3.3.2.6 仿真条件  55
    3.3.3 Excel VBA 参数化  55-57
    3.3.4 仿真结果与分析  57-62
      3.3.4.1 仿真结果数据前处理  57
      3.3.4.2 仿真结果  57-62
  3.4 本章小结  62-63
第四章制动系统参数分析  63-76
  4.1 设计方法的进步  63-64
  4.2 试验设计（DOE）分析简介  64-66
    4.2.1 DOE 技术的基本概念  64-65
    4.2.2 试验设计的工况选择  65-66
  4.3 ADAMS/Insight 中的DOE 分析  66-69
  4.4 制动抖动DOE 分析  69-74
  4.5 本章小结  74-76
第五章制动抖动对整车的影响  76-84
  5.1 制动抖动的传递路径  76-78
  5.2 局部传递函数及全局传递函数  78-79
  5.3 多体动力学仿真建模  79-82
  5.4 仿真结果  82-83
  5.5 本章小结  83-84
第六章总结与展望  84-86
  6.1 全文总结  84-85
  6.2 工作展望  85-86
致谢  86-87
在学期间的研究成果及发表的学术论文  87-88
参考文献  88-92
附录1 数据后处理中的阶次分析及BTV 计算Matlab 程序  92-96
附录2 Excel 中的VBA 程序  96-98

制动抖动仿真平台开发与研究

内容摘要

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