制动盘模态分析
基于ANSYS Workbench的制动器模态特性仿真与优化
基于ANSYS Workbench的制动器模态特性仿真与优化
朱淼;侯莹莹
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2022(51)9
【摘要】为降低车辆制动器发生中低频噪声的概率和频率,基于有限元方法建立制动器的参数化模型,采用ANSYS Workbench对制动器的约束模态和预应力模态进行了数值仿真与分析。
分别采用六面体和四面体类型网格对刹车片和制动盘进行网格划分。
约束模态分析将边界条件设置为螺纹孔固定约束。
预应力模态分析首先进行静态结构仿真,然后调取应力场分析结果至模态分析模块,得出不同工况下的模态
振型。
在保持第一阶固有频率不降低的前提下,对制动器进行了轻量化设计和优化。
研究表明,在固定约束和预应力模态分析条件下,制动盘的质量可减小16%左右,且
各阶固有频率均有不同程度的提高。
该研究方法能够有效缩短研发周期和成本,为
车辆工程的可靠性优化提供良好的思路和方向。
【总页数】4页(P181-184)
【作者】朱淼;侯莹莹
【作者单位】枣庄科技职业学院
【正文语种】中文
【中图分类】U463
【相关文献】
1.基于ANSYS Workbench对4MZ-3C型采棉机侧壁焊合刚度强度及模态特性的试制前有限元分析
2.基于ADAMS和ANSYS Workbench的多盘制动器弹子加压装置协同仿真研究
3.基于ANSYS Workbench的高速电主轴模态分析及其动特性实验
4.基于ANSYS Workbench的新型盘式制动器的强度分析和模态分析
5.基于ANSYS Workbench的制动器支座拓扑优化
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《偏磨状态盘式制动器摩擦振动非线性动力学分析》
《偏磨状态盘式制动器摩擦振动非线性动力学分析》一、引言盘式制动器是现代机械系统中常见的关键部件，其性能的稳定性和可靠性直接关系到整个系统的安全性和稳定性。
然而，在实际使用过程中，由于各种因素的影响，盘式制动器常常会出现偏磨状态，导致摩擦振动问题。
这种非线性的摩擦振动现象不仅会降低制动器的使用寿命，还可能引发严重的安全事故。
因此，对偏磨状态下的盘式制动器摩擦振动非线性动力学进行分析具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、偏磨状态下的盘式制动器偏磨状态下的盘式制动器主要表现为制动盘与制动块之间的不均匀磨损。
这种不均匀磨损往往是由于制动系统的不对称性、制动过程中的热效应、制动材料的硬度差异等因素引起的。
偏磨状态下的盘式制动器在工作过程中会产生复杂的摩擦振动现象，这涉及到多物理场耦合、非线性动力学等多个领域的知识。
三、摩擦振动的非线性动力学分析对于偏磨状态下的盘式制动器摩擦振动非线性动力学分析，主要从以下几个方面进行：1. 建模与分析方法的建立：根据盘式制动器的结构特点和工作原理，建立合理的数学模型。
这个模型应能够反映制动过程中各部件的相互作用以及摩擦振动的产生机制。
同时，采用合适的分析方法，如有限元法、多尺度法等，对模型进行求解和分析。
2. 摩擦振动的产生机制：分析偏磨状态下盘式制动器摩擦振动的产生机制。
这包括研究制动过程中各部件的应力分布、热效应、材料磨损等因素对摩擦振动的影响。
通过深入分析这些因素，可以更好地理解摩擦振动的产生原因和变化规律。
3. 非线性动力学特性的研究：研究偏磨状态下盘式制动器的非线性动力学特性。
这包括分析系统的稳定性、分岔、混沌等动力学行为。
通过这些研究，可以揭示系统在不同条件下的运动规律和响应特性。
4. 实验验证与结果分析：通过实验对理论分析结果进行验证。
这包括设计合理的实验方案、制备实验装置、进行实验测试等。
通过对比实验结果和理论分析结果，可以评估理论分析的准确性，并进一步优化模型和分析方法。
高速列车车辆制动系统的刹车盘磨损分析与维修策略
高速列车车辆制动系统的刹车盘磨损分析与维修策略随着高速铁路的不断发展和普及，高速列车的安全性和可靠性成为人们关注的焦点之一。
而车辆制动系统作为高速列车最重要的安全装置之一，其性能和可靠性对列车的安全运行起着至关重要的作用。
然而，随着高速列车的长时间运行，车辆制动系统中的刹车盘磨损问题逐渐凸显。
刹车盘承受着巨大的摩擦力和高温，长时间使用后会出现磨损。
磨损严重的刹车盘可能会导致制动效果下降，甚至危及列车的安全。
针对高速列车车辆制动系统的刹车盘磨损问题，我们需要进行深入的磨损分析，并制定有效的维修策略来确保列车的安全运行。
首先，对于磨损的刹车盘，我们需要进行详细的磨损分析。
通过对刹车盘进行检测和测量，可以了解其磨损情况和磨损程度。
磨损分析的主要目的是确定刹车盘的剩余寿命，以便及时制定维修策略。
其次，对于磨损严重的刹车盘，维修策略包括修复和更换两种选择。
根据刹车盘的实际磨损情况和剩余寿命，我们可以选择进行修复。
修复主要包括研磨和涂层等操作，以恢复刹车盘的摩擦性能和使用寿命。
若刹车盘磨损过度，不能再进行修复，那么需要及时更换新的刹车盘以保证制动效果和安全性。
要制定有效的维修策略，我们还需要考虑刹车盘的材质选择和制造工艺。
刹车盘材质的选择对于制动性能和寿命有着重要的影响。
通常，铸铁和复合材料是常见的刹车盘材质选择，其中铸铁具有良好的热容性能，而复合材料则具有良好的耐磨性和轻质化优势。
此外，制造工艺的优化也可以提高刹车盘的性能和可靠性，例如采用精确的CNC加工和热处理技术可以改善刹车盘的平整度和耐热性。
此外，为了提高刹车盘的使用寿命和减少磨损，我们还可以采取一些预防措施。
例如，合理的制动操作和刹车盘的使用参数设置可以减少刹车盘的磨损程度；定期进行刹车盘的检查和维护，保持其表面清洁和光滑，以延长其使用寿命。
综上所述，高速列车车辆制动系统的刹车盘磨损分析与维修策略需要从多个方面综合考虑。
通过详细的磨损分析，制定切实有效的维修策略，选择合适的材料和制造工艺，并采取预防措施，可以确保刹车盘的良好性能和可靠性，保障高速列车的安全运行。
一种剖分式制动盘的结构设计与仿真分析
第2期(总第225期)2021 年4 月No2Apr机 械 工 程 与 自 动 化MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION文章编号= 1672-6413(2021)02-0087-02一种剖分式制动盘的结构设计与仿真分析江波】，方晓蕾】，温博伦2(1.皖北煤电集团朱集西煤矿，安徽淮南232082； 2.安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232001)摘要：随着液压技术的发展，盘式制动器已经越来越广泛地应用于机械领域，但目前制动盘普遍存在制造成本高、安装拆卸麻烦等缺陷，为此，设计了一种剖分式制动盘，通过改变盘体结构，实现方便配件安装更换的要求。
采用SolidWorks 三维建模软件建立制动盘三维模型，利用ANSYS Workbench 对其进行有限元仿真 研究。
结果表明：该制动盘制动过程中所承受的最大应力远小于制动盘材料的屈服极限，最大变形量也可忽略不计，说明该制动盘性能完全满足强度和刚度的要求。
关键词： 剖分式制动盘； 结构设计； 仿真中图分类号：TP391. 7 文献标识码：A0引言随着各类机械设备向大型化、自动化方向发展以 及“以人为本”政策的深入执行，对设备安全可靠性的 要求也变得越来越高，所以安全制动器已经成为各类 机械设备中不可或缺的装置。
液压技术的发展促使盘 式制动器的应用越来越广泛，但如今制动盘普遍存在 制造成本高、安装拆卸麻烦等缺陷，为此，设计出一种 剖分式制动盘以实现方便配件安装更换的目的。
文献［1］基于有限元理论，采用ANSYS 软件建立盘式制动 器三维模型，并对其进行有限元仿真，得到制动盘应力 应变云图，通过分析结果对制动盘的结构进行了进一 步的优化。
文献［2］以轿车定钳盘式制动器为研究对 象，通过Hyper-Mesh 和ANSYS 软件对盘式制动器 钳体与制动盘进行了强度和模态分析，从而验证了制 动盘和钳体满足设计要求。
文献［3］运用ANSYS 有 限元分析软件，对在120 km/h 工作条件下的地铁车 辆用制动盘在紧急制动工况下的表面温度和应力场分 布情况进行了仿真分析。
制动盘罩壳开裂分析
10310.16638/ki.1671-7988.2019.07.034制动盘罩壳开裂分析宋令辉，杨宁宁，曹韦韦，赵唐雷（华晨汽车工程研究院，辽宁 沈阳 110141）摘 要：某款SUV 在坏路试验过程中出现制动盘罩壳开裂问题。
为解决实际工程问题，结合有限元和道路振动测试进行分析，找到问题原因。
同时，在制动盘罩壳搭载整车路试之前选择最优方案，极大的节省问题解决时间。
关键词：罩壳；开裂中图分类号：U467 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)07-103-02Analysis of brake shield crackingSong Linghui, Yang Ningning, Cao Weiwei, Zhao Tanglei( Brilliance Automotive Engineering Research Institute, Liaoning Shenyang 110141 )Abstract: Cracking of brake disc cover occurred in a SUV during bad road test. In order to solve practical engineering problems, combined with finite element analysis and road vibration test, the causes of the problems are found. At the same time, the optimal scheme is chosen before the road test of the whole vehicle mounted on the hood, which greatly saves the time of problem solving. Keywords: shields; crackCLC NO.: U467 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)07-103-02前言制动盘罩壳一般为1mm 左右的金属板，安装于转向节上。
汽车盘式制动分析本科毕业设计论文
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
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本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
盘式制动器的发展与现状(最新整理)
学院毕业设计（论文综述）盘式制动器的现状与发展趋势车辆工程07级(4)班学号：1608070421姓名：徐玉林指导教师：李同杰摘要：现今盘式制动器在汽车上的应用越来越普遍，其优越性也越来越明显。
本文主要介绍了盘式制动器的发展历程和现状以及其发展趋势，并对国外先进的制动器制造和应用技术进行大体的介绍，同时针对我国汽车工业的发展提出了建议和展望。
关键词：现状发展趋势 Pro/E 盘式制动器一、盘式制动器介绍盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义是取其形状而得名。
它由液压控制，点击放大图片主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。
制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。
盘式制动器由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。
制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。
分泵固定在制动器的底板上固定不动，制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧，分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好像用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。
盘式制动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便。
特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。
很多轿车采用的盘式制动器有平面式制动盘、打孔式制动盘以及划线式制动盘，其中划线式制动盘的制动效果和通风散热能力均比较好。
盘式制动器沿制动盘向施力，制动轴不受弯矩，径向尺寸小，制动性能稳定。
[1]结构型式主要有点盘式和全盘式。
点盘式：由于摩擦面仅占制动盘的一小部分，故称点盘式。
有固定卡钳式和浮动卡钳式两种。
为了不使制动轴受到径向力和弯矩，点盘式制动缸应成对布置。
制动转矩较大时，可采用多对制动缸。
必要时可在中间开通风沟，以降低摩擦副温升，还应采取隔热散热措施，以防止液压油温高变质。
全盘式:这种制动器结构紧凑，摩擦面积大。
现代轿车的制动器的鼓式和盘式两大类型，它们各有千秋，但随着轿车车速的不断提高，近年来采用盘式制动器的轿车日益增多，尤其是中高级轿车，一般都采用了盘式制动器。
动车组制动盘不规则磨耗原因分析及建议
动车组制动盘不规则磨耗原因分析及建议摘要：随着经济和科技水平的快速发展，磨粒磨损是指物体材料摩擦时由于摩擦副表面有凸起硬质颗粒或存在游离硬质颗粒对材料表面进行划擦而导致表层材料损伤或流失。
轨道车辆基础制动主要是指盘形制动和闸瓦制动，盘形制动一般都应用于准动车组以上的车辆，制动盘对轨道车辆制动系统的制动性能具有重要影响。
由于轨道车辆制动盘长期暴露在外界自然环境中，尤其是动车组在、风沙环境中进行制动时，闸片与制动盘之间存在第三体硬质颗粒对制动盘造成异常磨损。
在制动过程中闸片表面硬质颗粒脱落或凸起都会导致制动盘产生磨粒磨损，从而使得制动盘的服役寿命降低。
所以，研究动车组制动盘磨粒磨损特性及机理对提高动车组制动盘的摩擦学性能及稳定性，保证动车组安全平稳运行具有重要的理论意义和实践价值。
关键词:动车组；制动盘；偏磨；分析；建议引言动车组制动盘异常磨耗与冰冻寒冷天气及制动盘分布位置的相关性；能谱半定量及金相分析显示闸片上金属熔融物主要来自制动盘摩擦环，且制动盘摩擦面材料没有发生相变，现场调查了动车组制动盘异常磨耗情况，对各种可能引起制动盘异常磨耗的因素进行了分析，分析表明，长期载客量过少以及轮装制动盘的结构形式是造成该次制动盘不规则磨耗的主要原因。
提出了切实可行的建议，以避免制动盘不规则磨耗超限。
1原因分析1.1制动盘和闸片的批次经查证确认，组动车组所用的制动盘及制动闸片均为同一批次。
根据两动车所制动盘磨耗情况，可确定制动盘的不规则磨耗与产品批次无关。
另外，更高速度等级的动车组也有使用该型号的制动盘及闸片，经调查确认，其从未出现制动盘偏磨量大于0.8ｍｍ的情况。
这进一步说明了该次制动盘不规则磨耗与产品本身性能没有关联性。
1.2金属熔融物堆积原因分析1）闸片虚贴因素分析。
正常情况下制动盘与闸片两侧间隙之和为1.5-4ｍｍ，而实际车上制动盘与闸片间隙往往是上小下大。
现场调研发现部分闸片在静态时与制动盘有虚贴现象，另外还有一些制动盘与闸片之间的左右间隙差别较大也容易产生闸片偏磨或虚贴现象。
汽车盘式制动器制动噪声的分析与研究
第35卷第6期滨州学院学报2019年12月Vol.35,No.6Journal of Binzhou University Dec.,2019汽车盘式制动器制动噪声的分析与研究冯川(滨州学院机电工程学院，山东滨州256603)摘要：以某轻型汽车为研究对象，根据制动时的受力情况，建立盘式制动器三维模型，使用SYSNOISE求解器对不同制动初速度下的噪声强度进行分析。
在确定合适的边界条件和自由度后，完成临界条件下制动盘、制动片和制动支架的模态分析。
通过结果对比，总结不同频率下形变量的变化规律，并针对由共振引起的噪声问题提出初步解决方案。
关键词：盘式制动器；噪声分析；模态分析中图分类号：U461.3文献标识码：A DOI：10.13486/ki.1673-261&2019.06.012汽车盘式制动器在工作时，由于制动片和制动盘之间摩擦系数的变化，会导致两者接触时受力不均，造成刚度较小的制动盘和底板被加速从而产生制动噪声口」。
与此同时，制动衬片和制动盘间摩擦力的改变，也会使制动件在连续交变力的作用下发生自激振动,产生连续噪声。
这些污染噪声不仅会引起车上人员的不适及紧张,也会对车辆行驶的安全性与舒适性造成影响図。
因此，研究制动时振动噪声的产生机理，总结变化规律及特点,优化结构设计，有效降低噪声等级是十分必要的。
Abdelnaser A等建立了汽车盘式制动器的仿真分析模型，并计算得到了制动盘和制动块的固有频率，经过对比发现，相近的固有频率对制动噪声的产生有重要影响间。
吉林大学的李兵等人运用ANSYS软件，结合复模态分析方法和有限元理论,对汽车盘式制动器的15阶模型进行了计算分析。
结果表明，从第7阶模态开始出现噪声，第11阶模态的固有频率与噪声频率最为接近，因此在此模态下制动噪声最为严重⑷O1振动与噪声的基本理论物体的振动产生声波，两者之间存在必然的直接联系。
假设物体的复杂振动由多个不同频率的简谐振动组成,且各频率之间不成简单的正比关系，则该振动发出的声音是不和谐的，会使人产生烦躁和焦虑的情绪。
模态分析
OMA
分析频率确定:保证重要的模态
传感器类型的选择:低频用位移,高频用加速度 参考点的位置: 避免重要模态的节点
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三.结构生成
支持点、线、面的鼠标直接输入(所见即所得)
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DASP模态分析的特点及创新
国外称PolyMAX 频域算法中最佳模态分析方法之一
特点
采用离散时间频域模型，属于总体拟合法 快速递推的运算技巧，具有很多优点 既适合锤击和激振器激励，又适合环境激励模态 支持MIMO，适合EMA和OMA
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DASP模态分析的特点及创新
PolyLSCF的优缺点
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4.1.1 DASP - PolyIIR
PolyIIR
多参考点无限脉冲响应参数识别方法 东方所首次发表于 14届亚太振动会议，2011.12，香港 适用于EMA,OMA,MIMO，相当于时域的PolyMAX 1.和PolyMAX具备完全相同的频率特征方程, A unified matrix polynomial approach (UMPA) 2.PolyIIR 的Hankel矩阵的所有系数是直接得到，PolyMAX方法Hankel 矩阵的系数需要经过复数运算，FFT运算以及逆矩阵运算 3.PolyIIR可看作是规范化后的PRCE方法或UMPA 方法
750吨神舟飞船发射平台 ,乌海黄河铁路桥,航天员超重训练机,大型港口机械……
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VTB传函计算
典型实例
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