随着车辆噪声法规的不断严格化,各种解决车辆噪声的措施日益受到汽车工业界的重视。制动器结构中取代能排放有害物质的石棉摩擦材料的金属摩擦材料的应用以及结构的轻量化,都会不同程度地改变制动器结构的动态稳定性,甚至致使制动器振动噪声问题恶化。制动器振动噪声问题得到了越来越多的关注,成为企业界迫切需要解决的问题之一。 目前绝大部分研究都是从动力学角度来分析噪声。材料摩擦学研究表明,材料及其接触界面的摩擦学特性变化很大。因此,如何从摩擦界面出发,系统深入研究表层的变形、接触表面的形貌、第三体(含磨屑或其它外来介质等)的动态特性、频率、滑动速度以及摩擦系数等因素与摩擦噪声的内在联系,是了解各类摩擦噪声产生机理的关键。 本文正是结合了摩擦学和动力学的知识,在粘滑理论和摩擦力—速度曲线的负斜率特性的基础上,引入了耦合刚度的概念,建立了制动器的多自由度动力学模型,研究了制动器的径向和周向振动情况,以及摩擦表面的耦合刚度和阻尼对摩擦制动噪声和系统稳定性的影响。得到了一系列对制动器噪声控制有意义的结论,对制动器的设计起到指导意义。 本文在考虑声—固耦合的情况下,利用有限元分析方法建立了三维的制动盘片模型,深入研究了盘片振动外辐射声场分布情况。预测所得数据使得在汽车制动系统设计阶段便可进行优化,这具有重大的实际意义和经济价值。所需进一步的工作是研究如何将一些被忽略的因素考虑进去,从而使建模更加准确。以此为基础可确定在设计阶段进行结构调整优化、降低噪声的有效途径。