[發明專利]基于摩擦振動和熱機耦合聯合仿真的制動抖動建模方法

有效

• 申請號: 201310542589.3
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN104615798A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 張立軍;孟德建;刁坤;李文博;余卓平
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

1.一種基于摩擦振動和熱機耦合聯合仿真的制動抖動建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

A，計算制動壓力變化所產生的制動盤厚度變化：

在初始轉速、初始制動壓力條件下，利用制動器摩擦特性半經驗模型和多點接觸摩擦振動模型，得到制動盤初始端面跳動和厚薄差產生的制動壓力波動特性；再結合制動盤初始溫度、端面跳動和厚薄差條件，利用制動器熱-機耦合動力學模型，分析制動壓力波動對制動器熱-機耦合特性的影響，進而獲得該條件下由制動壓力變化所產生的制動盤厚度變化，記作DTV_{T_BPV}，并構建其數學模型；

B，計算熱-機耦合作用產生的制動盤厚度變化：

在初始轉速、初始制動壓力、制動盤初始溫度、端面跳動和厚薄差條件下，利用制動器摩擦特性半經驗模型和制動器熱-機耦合動力學模型，獲得熱-機耦合作用產生的制動盤厚度變化，記作DTV_T，并構建其數學模型；

C，建立盤式制動器摩擦-熱-振動耦合動力學模型：

在多點接觸摩擦振動模型的基礎上，將初始厚薄差DTV₀、DTV_{T_BPV}和DTV_T之和作為制動抖動激勵，建立盤式制動器摩擦-熱-振動耦合動力學模型。

2.根據權利要求1所述的一種基于摩擦振動和熱機耦合聯合仿真的制動抖動建模方法，其特征在于，在進行制動器半經驗摩擦特性建模時，根據輪胎魔術公式擬合摩擦特性曲線，該制動器半經驗摩擦特性建模包含制動副相對速度和制動壓力兩個狀態量。

3.根據權利要求1所述的一種基于摩擦振動和熱機耦合聯合仿真的制動抖動建模方法，其特征在于，所述的多點接觸摩擦振動模型為多點接觸8自由度模型，其中，制動塊與制動盤為均勻3點接觸，內側制動塊與活塞均勻兩點接觸，外側制動塊與制動鉗均勻兩點接觸。

4.根據權利要求1所述的一種基于摩擦振動和熱機耦合聯合仿真的制動抖動建模方法，其特征在于，在步驟B)中利用C語言編程將初始端面跳動和厚薄差添加到制動器有限元模型表面，建立具有表面形貌的制動器瞬態熱-機耦合動力學模型。

5.根據權利要求4所述的一種基于摩擦振動和熱機耦合聯合仿真的制動抖動建模方法，其特征在于，所述的制動器瞬態熱-機耦合動力學模型考慮了制動塊背板結構、制動盤初始端面跳動和厚薄差的影響。

6.根據權利要求1所述的一種基于摩擦振動和熱機耦合聯合仿真的制動抖動建模方法，其特征在于，步驟C)中制動抖動激勵為：

其中，x_{RI1_T}、x_{RI2_T}、x_{RI3_T}系統耦合模型內側激勵，x_{RO1_T}、x_{RO2_T}、x_{RO3_T}系統耦合模型外側激勵，x_RI1、x_RI2、x_RI3是制動盤初始厚度變化產生的激勵。

7.根據權利要求1所述的一種基于摩擦振動和熱機耦合聯合仿真的制動抖動建模方法，其特征在于，建立盤式制動器摩擦-熱-振動耦合動力學模型后，可基于Matlab軟件和Msc-marc軟件構建了制動器制動抖動摩擦-熱-振動耦合分析仿真平臺，預測緊急制動過程中的制動轉速、制動盤溫度場、制動盤熱彈性變形、制動壓力波動、制動力矩波動和制動鉗振動加速度。