《車輛摩擦制動系統非線性動力學研究》是依託天津大學，由丁千擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：車輛摩擦制動系統非線性動力學研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：丁千
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著城市和城際快速軌道交通的發展，人們對車輛行駛中安靜、舒適和環境友好性的要求隨之提高，減小或消除車輛噪聲的需求是其中重要的方面。摩擦制動噪聲是行駛車輛的主要噪聲源之一，由結構振動引起。由於結構複雜、影響因素多，迄今沒有通用的預防理論。本項目針對列車盤形制動裝置的結構和材料摩擦特點，建立分析噪聲振動的結構動力學聯合方程，包含來自局部接觸、摩擦非線性和參數時變因素。套用非連續基函式方法與特徵正交分解相結合的方法，對系統進行合理的綜合降維。套用有效的數值模擬結合非線性動力學分析，全面研究滯-滑自激振動和結構不穩定振動的產生條件、形式和複雜的演變過程，揭示結構參數和制動運行工況的影響規律，提出抑制噪聲振動的結構參數設計方法。本項目研究為制動系統無噪聲設計提供理論基礎，並促進局部強非線性高維系統的動力學和控制研究。
結題摘要
快速軌道和公路交通蓬勃發展，在促進經濟發展和出行便利的同時，噪聲對環境的影響也日益突出。其中，摩擦制動噪聲是除輪軌、空氣動力和集電系統噪聲之外的主要噪聲源，建立噪聲預測模型並套用於車輛設計、減小或消除車輛噪聲的需要越來越迫切。 制動結構是包含局部接觸和摩擦非線性的高維非光滑動力學系統，摩擦振動噪聲是運動失穩和能量傳遞的結果。本項目通過建模、有效降維和數值模擬，揭示振動產生的條件和形式，為制動系統降噪設計提供理論基礎，促進局部強非線性高維系統的動力學和控制研究。項目主要研究內容包括：摩擦制動系統振動實驗，模態不穩定和模態分裂現象分析，耦合系統建模、降維和粘-滑回響機理，以及含非光滑因素結構非線性動力學回響研究等。 （1）通過摩擦制動系統振動實驗，驗證了摩擦盤高頻振動是導致制動尖叫的原因，證明摩擦結構簡化的合理性，並為摩擦綜合參數模型的參數值選取提供了範圍。 （2）採用非連續基函式揭示了局部摩擦造成制動盤模態內力和剪力突變，從而破壞結構振型的對稱性，導致振動模態不穩定和模態分裂。 （3）建立包含制動盤和制動塊振動的聯合方程，採用貝塞爾函式和冪函式進行Galerkin降維，研究載荷移動、內共振條件、基礎彈性等狀態和參數變化時，系統的複雜粘-滑回響，分析了產生噪聲的機理。 （4）研究了多種含非光滑因素的結構非線性動力學，包括含間隙二元舵面結構非線性顫振與主動控制，乾摩擦碰撞作用下循環結構的振動局部化，含間隙和碰撞的高速轉動及傳動系統振動特性。 本項目以車輛制動系統摩擦振動對主要研究對象，對局部非光滑動力學系統開展實驗、理論建模、降維和動力學機理研究，探討研究方法適用性，並較完整地揭示局部約束、參數時變、內共振條件等重要因素對非光滑動力學的影響規律，提供一些抑制噪聲產生的參數設計思路，同時還研究了其他含非光滑因素非線性結構的顫振與主動控制，有較大的理論意義和套用價值。
