摩擦引起的振动和噪声的研究现状与展望_张立军

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1、第４１卷第５期同济大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．５２０１３年５月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＯＮＧＪＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥ）Ｍａｙ２０１３文章编号：０２５３－３７４Ｘ（２０１３）０５－０７６５－０８ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－３７４ｘ．２０１３．０５．０２２摩擦引起的振动和噪声的研究现状与展望张立军１，２，刁坤１，２，孟德建１，２，庞明１，２（１．同济大学新能源汽车工程中心，上海２０１８０４；２．同济大学汽车学院，上海２０１８０４）摘要：以典型的制动尖叫为例，针对摩擦引起的振动和噪声最新进展．问题从试

2、验研究与分析、发生机理与理论、建模方法与仿真３制动器是包括汽车在内的各种交通工具与军用个方面对国内外的研究进展进行了综述．在分析讨论主要研装备的核心部件之一．摩擦作用引起的各种振动与究困难和前期工作缺陷的基础上提出考虑系统参数的随机噪声问题严重影响交通工具的行驶安全性、舒适性性、开展摩擦噪声不确定性研究的建议．以及环保性．其中，制动尖叫以频率高（１～１６ｋＨｚ）、关键词：摩擦振动；摩擦噪声；制动尖叫；不确定性强度大（高达１００ｄＢＡ）而著称，常发于摩托车、汽中图分类号：Ｕ４６３．５１文献标志码：Ａ车、列车、轨道交通车辆以及飞机的制动器，导致了巨大经济损

3、失．根据２００２年世界著名咨询公司Ｊ．Ｄ．Ｆｒｉｃｔｉｏｎ－ｉｎｄｕｃｅｄＶｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄＮｏｉｓｅＲｅｓｅａｒｃｈ：Ｐｏｗｅｒ的调查报告，在用户对汽车制动器的申诉中，ｔｈｅＳｔａｔｕｓＱｕｏａｎｄＩｔｓＰｒｏｓｐｅｃｔ［３］６０％以上归咎于制动尖叫．北美地区每年大约有［４］ＺＨＡＮＧＬｉｊｕｎ１，２，ＤＩＡＯＫｕｎ１，２，ＭＥＮＧＤｅｊｉａｎ１，２，１０亿美元被用于解决制动器振动与噪声问题，而ＰＡＮＧＭｉｎｇ１，２摩擦材料生产商每年５０％以上的资金也被用于解决［５］（１．ＣｌｅａｎＥｎｅｒｇｙＶｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒ，

4、Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１８０４，相关问题．因此，制动尖叫控制历来是制动器研发Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＳｔｕｄｉｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１８０４，Ｃｈｉｎａ）的重点内容．最早有关汽车制动器的摩擦尖叫研究可以追溯Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｖｉｅｗｏｎｆｒｉｃｔｉｏｎ－到２０世纪３０年代．几十年的研究尽管取得了丰富ｉｎｄｕｃｅｄｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｎｏｉｓｅｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅａｓｐｅｃｔｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎ

5、ｉｓｍｓ，ｍｏｄｅｌｉｎｇ的成果，但仍未认清制动尖叫的发生机理，亦未形成ｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｂｙｔａｋｉｎｇｔｈｅａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｂｒａｋｅｓｑｕｅａｌ完善的控制手段．本文针对摩擦振动和噪声问题，以ａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓａｎｄ典型的制动尖叫为例，从试验研究与分析、发生机理ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｔｈｅｆｏｒｍｅｒｒｅｓｅａｒｃｈ，ａｐｒｏｐｏｓａｌｗａｓｐｕｔ与理论、建模方法与仿真３方面对国内外研究进展ｆｏｒｗａｒｄｆｏｒａｎｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｒ

6、ｅｓｅａｒｃｈｏｎｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ进行综述，并在讨论的基础上提出未来的研究建议．ａｎｄａｃｏｕｓｔｉｃｓｂｙｔａｋｉｎｇｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｔｈｅｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．１试验研究与分析Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｒｉｃｔｉｏｎ－ｉｎｄｕｃｅｄｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｆｒｉｃｔｉｏｎ－ｉｎｄｕｃｅｄｎｏｉｓｅ；ｂｒａｋｅｓｑｕｅａｌ；ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ试验是进行制动尖叫研究的最基本途径，有助于了解和把握制动尖叫的根本特征．试验研究一般包括整车道路与台架试验．其中，台架试验广泛采用摩擦引起的振动和噪声是机械学领域中具

7、有较大学科深度与难度的课题，研究时间长、涉及学科惯性测功台架试验方法．目前，台架试验主要应用欧［１］，也是机械工程学科的研究前沿与重大科学问洲ＡＫ噪声台架试验程序［６－７］和美国ＳＡＥＪ２５２１程多［２］序［８］题之一，多年来研究热度持续不减．其中，制动器．为便于观测分析，激光多普勒测振仪、激光散［９－１２］摩擦噪声作为一种非常典型的摩擦振动和噪声现斑干涉仪等非接触式设备被用来测量尖叫时制象，其研究进展基本体现了摩擦振动和噪声领域的动器的变形分布模式．收稿日期：２０１２０２０７基金项目：国家自然科学基金（５１１７５３８０）；中央高校基本科研业务费专项资

8、金第一作者：张立军（１９７２—），男，教授，博士生导师，工学博士，主要研究方向为车辆振动噪声分