盘形制动系统颤振临界速度的计算及分析.pdf

2011年2月润滑与密封Feb．201l
第36卷第2期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．36No．2

DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2011．02．012
盘形制动系统颤振临界速度的计算及分析

李元元丁旺才李飞张惠
(1．兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070；
2．株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007)

摘要：建立干摩擦的单自由度盘形制动系统动力学模型，基于微分包含理论建立其数学模型，采用数值方法计算
系统发生颤振运动的临界速度，并讨论阻尼比、动摩擦因数以及最大静摩擦因数与动摩擦因数之差对临界速度的影响。
结果表明：系统发生颤振的临界速度随着阻尼比的增大而减小；随动摩擦因数的增大而增大；在动摩擦因数确定的情况
下，随最大静摩擦因数与动摩擦因数之差增大而增大，但最终趋于恒定，在阻尼比=0．001情况下最大静摩擦因数为
动摩擦因数1．115倍左右时临界速度不再发生变化。
关键词：’盘形制动系统；颤振；微分包含；临界速度
中图分类号：TH113．1；0322文献标识码：A文章编号：0254—0150(2011)2—049—4

CalculationandAnalysisofCriticalChatteringVelocityinBrakeSystem
LiYuanyuanDingWangcaiLiFeiZhangHui
(1．SchoolofMechanicalEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，LanzhouGansu730070，China；
2．ZhuzhouTimesNewMaterialTechnologyCo．，Ltd，ZhuzhouHunan412007，China)
Abstract：Adynamicmodelofone—degree—of-freedomdiscbrakesystemunderdryfrictionwasestablished，andthe

mathematicalmodelwasconstructedbasedonthetheoryofdifferentialinclusion，thecriticalvelocitywascalculatednumer—

ically，andtheeffectsofdampingratio，kineticfrictionalcoeficientandthedifferencequantityofmaximalstaticfrictional

coeficientandkineticfrictionalcoeficientoncriticalvelocitywerediscussedseparately．Resultsshowthatthecriticalve—

locitydecreasesasthedampingratioincreases，whileincreasesinpacewiththekineticfrictionalcoeficient，andlarge

differencequantityofmaximalstaticfrictionalcoefficientandkineticfrictionalcoeficientwillleadlargecriticalvelocity

whenthekineticfrictionalcoeficientischosen，whenthedampingratioequalsto0．001andmaximalstaticfrictionalcoef-

ficientreaches1．115timesofthekineticfrictionalcoeficient，thecriticalvelocitybecomesinvariableandisclosetokinet—

iCfrictionalcoeficient．

Keywords：discbrakesystem；chatter；differentialinclusion；criticalvelocity

工程中由于系统内部自然形成的“内在反馈”共识。国内西南交通大学牵引动力国家实验室的研究
而导致的自激振动称为“颤振”，盘形制动系统的颤人员从理论分析和实验研究方面探讨了制动初速度、
振是指在低速、没有周期性外力作用下，发生于制动制动压力和阻尼参数对颤振强度的影响。Oliviero
盘与制动块之间的强烈振动。对于盘形制动系统颤振以及陈光雄等一还采用实验方法研究了摩擦噪声的
的研究国内外学者做了大量工作，Crolla和Lang⋯，发生机制，并且讨论摩擦因数对噪声发生机制的影
Ibrahim，Oden和Martins等通过研究提