Spragslip现象实验和数值仿真

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1、同济大学航空航天与力学学院硕士学位论文Sprag-slip现象实验和数值仿真姓名：张佳慧申请学位级别：硕士专业：工程力学指导教师：冯奇20090101摘要在工业与工程领域中，减小摩擦和利用摩擦有着广泛的应用，例如汽车和轮轨机车的制动系统中的刹车部件。但是，当频繁刹车或高速运行状态下紧急制动时，制动片与制动钳的压迫摩擦会引起制动钳的振动和制动噪声。频繁的刹车与紧急制动轻则降低制动系统的使用寿命，使乘客感到不适；重则可能影响整个制动系统的动力特性和稳定，对运载工具的安全行驶构成极大威胁。本学位论文围绕一类制动系统的低频自激振动展开，sprag．slip现象

2、指制动系统在制动过程中发生的相对于摩擦面松弛与滑动相间的运动形式，对应于制动钳附着制动片和脱离制动片两种制动形态。通过实验方法和数值仿真对此类振动的动力学特性进行观察，描述，预报；并通过制动力对该现象进行控制。本文主要工作如下：首先，通过对现有的此类自激振动模型分析研究，本文在J．一J．Sinou模型的基础上，针对原有模型缺陷进行改进，得到一个较优的sprag．slip现象实验模型。为了达到改善制动系统稳定性的目的，本文模型采用新的制动力形式，突出了制动力控制对制动噪声和振动的抑制作用。其次，根据改进而得的模型，作者对该现象进行实验装置的设计。作者在装

3、置设计中实现了可变的制动系统结构参数；并且在实验中通过激振器和任意波发生器实施了各种形式的制动力控制。同时，作者对所需进行测量的制动系统参数进行分析，采用了比较可靠的测试方案。接着，本文对sprag．slip现象进行数值仿真；通过Matlab软件编制程序；采用事件驱动法(event．drivenmethod)处理碰摩引起的系统非线性，对此类现象中三种不同运动状态的转换作出判断。继而与实验对应，确定了在数值仿真中制动系统参数的取值。最后，通过实验数据和数值仿真的结果比照发现，数值仿真得到的结果较好的对应于实验数据，具有较高可信度。本文还验证了sprag—

4、slip现象对制动参数变化的敏感性，得出了较优的制动力形式和制动力幅值区间。关键词：sprag—slip；低频振动；噪声；制动力；制动系统AbstractReducingfrictionsstandsthesameweightwiththeapplicationofitinindustryandengineeringfield．Thebrakesystemsofautomobileandwheeltracklocomotivearegoodexamplesofitsapplication．However,thebracketpadandrotor’Sc

5、ontactwithfrictionmayinduceseverevibrationandnoiseunderhigh—frequencybrakeorhardbrake．Generalspeaking，thehighfrequencybrakeandhardbrakingCannotonlyleadtoshorterservicelifeofbrakesystemanddiscomfortofpassengersbutalsoaseriousthreattothedynamiccharacteristicsandstabilityofthebrake

6、systemeventothesaltyofthewholeconveyance．Thisdissertationisplannedtostudyonekindofbrakesystem’Slowfrequencyself-inducedvibrations．Sprag—slipphenomenonisamotionstylewhichOccursduringthebrakecourseinthebrakesystem．Italwaysmeanstherelaxationandadhesionbetweenbracketpadandrotor．Byth

7、eexperimentdetectionandnumericalsimulation，theauthordepictsandpredictsthedynamiccharacteristicsofsprag-slip(thelowfrequencybrakevibrationconcemedinthedissertation)．ThenthebrakeforcecontroliSrealizedinbothexperimentandnumericalsimulation．Themaincontentsofthisdissertationaredispla

8、yedasfollow：Firstly,basedonthecurrentworkon也cse