王国明 袁琼
重庆工业职业技术学院学报. 2022, 3(3): 24-34.
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针对盘式制动器存在的制动摩擦振动现象和问题,设计出3种具有仿生非光滑表面的摩擦衬片,即圆坑摩擦衬片、方坑摩擦衬片和混合坑摩擦衬片。对3种摩擦衬片进行制动摩擦振动模拟分析,并与具有光滑摩擦衬片的制动器摩擦振动特性进行对比。研究结果表明:当对摩擦衬片表面进行仿生形貌处理后,制动器产生模态耦合的频率和耦合数量将发生变化,制动器出现了部分振动频率缺失和新增的现象。这是由于表面处理使得摩擦衬片组件的整体刚度降低,使得模态频率减小,改变了其与制动器其他部件发生耦合的阶次。复特征值分析结果表明,在3种非光滑仿生摩擦衬片中,具有混合坑的摩擦衬片在改善制动性能稳定性上效果最佳,其对应的制动器产生的不稳定振动频率的数量明显减少,振动倾向指数值最小。相比之下,圆坑摩擦衬片在三者之中抑制制动摩擦振动的效果最弱。进一步对不同摩擦衬片作用下,制动界面的接触应力进行对比分析,结果表明,对摩擦衬片表面进行仿生处理后,有利于降低制动界面应力集中,使摩擦接触界面的应力分布更均匀,从而削弱了界面能量堆积现象,这在一定程度上避免了能量以振动噪声的形式对外呈现,从而改善了制动性能稳定性。分析结果为改善制动稳定性的摩擦衬片表面仿生设计提供依据。