重载车辆高线速离合器/制动器摩擦副动态性能研究和结构优化

本书基于接触力学、数理统计学、摩擦学、非线性振动力学和流体力学等基础理论专业知识，通过大量的理论分析、公式推导、特性仿真和试验测试等方式，对摩擦与制动系统进行综合性能分析以期提高，并给出了具体的算法、机理特征和参数说明。本书所进行的研究/优化包括：高线速离合器摩擦副摩滑过程轴向振动特性研究、离合器摩擦副表面直沟槽分布状态及结构特征优化、摩擦副齿部高频动态冲击特性研究、摩擦副摩滑瞬变温度特性研究、制动器通道内流场结构特性优化。

李杰，北京建筑大学教授，男，1977年出生，2008年毕业于北京理工大学车辆工程专业，工学博士，获得2020年建大杰青人才项目支持。从事车辆工程科研和教学工作，主要研究方向为车辆智能全轮转向技术、高能摩擦制动技术、概念及智能优化设计、摩擦生热智能控制技术等。在国内外核心期刊发表学术论文40余篇，获得国家发明专利和美国发明专利多项。主持国家自然科学基金、国防科技重点实验室基金、总装预研等多项。获得国防科学技术进步一等奖1项，中国兵器工业集团二等奖1项。担任国际期刊Elsevier-Journal of Sound and Vibration、SAGE-Advances in MechanicalEngineering等多个行业专业期刊的审稿专家。

第1章 基于Stribeck效应的离合器摩擦副轴向振动特性研究
引言
第1节 高线速摩擦副结合分离过程轴向振动机理研究总方案
第2节 轴向振动分析模型
1.2.1 摩滑过程摩擦副轴向动力学数学模型
1.2.2 热变形微凸体法向接触机理
1.2.3 法向弹性接触机理
1.2.4 切向弹性接触机理
1.2.5 粘弹性法向接触机理
1.2.6 预载荷特性
1.2.7 轴向振动数学模型及振动特性仿真研究
第3节 结构曲率半径对振动特性的影响研究
第4节 摩擦系数对振动特性的影响研究
第5节 振动试验测试及振动特性分析
1.5.1 振动特性测试设备及工装准备
1.5.2 振动测试工况
1.5.3 试验测试数据
1.5.4 振动过程数据详解
1.5.5 振动特性
1.5.6 倍频与幅频特性
第6节 仿真模型验证
第7节 具有Stribeck效应的扭矩试验测试
第8节 振动控制方法
第9节 总结
参考文献
第2章 离合器摩擦片直沟槽分布状态及结构特征对温度场分布规律的影响研究
引言
第1节 沟槽分布特征对温度场影响原理分析
第2节 有限元模型的建立及仿真分析
2.2.1 模型参数及边界条件
2.2.2 摩擦片齿轮冲击损伤计算模型
2.2.3 不同滑摩时间下的仿真结果分析
2.2.4 不同工作转速工况下的仿真分析
2.2.5 不同摩擦片基板材料的仿真分析
2.2.6 不同摩擦片的仿真分析
第3节 激光熔覆件与压制烧结件SEM试验
2.3.1 试验目的
2.3.2 试验内容
2.3.3 试验方法
2.3.4 试验条件和设备
2.3.5 试验流程
2.3.6 试验数据处理与保存方法
2.3.7 试验结果
2.3.8 试验结果分析
第4节 热弹性不稳定性试验测试
2.4.1 摩擦层熔覆制备成型与SEM电镜试验
2.4.2 摩擦片热弹性滑摩试验
2.4.3 成型结构对热弹性稳定性的影响
第5节 总结
参考文献
第3章 高能摩擦副齿部高频动态非线性冲击原理研究
引言
第1节 建立浮动支撑摩擦副齿部动态冲击数学模型
第2节 摩擦副齿部动态冲击仿真
3.2.1 低频动态冲击激励仿真
3.2.2 中频动态冲击激励仿真
3.2.3 高频动态冲击激励仿真
3.2.4 不同齿侧间隙对动态特性的影响
第3节 齿部冲击等效模型与试验结果
3.3.1 等效模型原理
3.3.2 实际模数试验结果
3.3.3 大模数试验结果
第4节 摩擦片浮动支撑高频动态冲击及其损伤试验
3.4.1 试验目的
3.4.2 引用标准
3.4.3 试验方案及原理说明
3.4.4 非线性冲击损伤计算方法
3.4.5 试验对象及编号
3.4.6 试验保障条件要求
3.4.7 试验工况
3.4.8 测试点布置
3.4.9 数据说明
3.4.10 标定
3.4.11 试验测试结果及分析
第5节 总结
参考文献
第4章 高线速摩擦副摩滑瞬变温度试验测试研究
引言
第1节 测试的关键技术点
4.1.1 高能摩擦副摩滑过程温度测试难点及其关键技术
4.1.2 摩滑过程温度测量系统的设计
4.1.3 温度测量系统的分析标定
第2节 高能摩擦副瞬变温度测试
4.2.1 大直径窄带摩擦副温度场测试
4.2.2 摩擦层内部温度测试
4.2.3 摩擦副接触摩擦瞬变温度测试分析
4.2.4 全约束摩擦副温度场测试
4.2.5 试验条件
4.2.6 温度测试流程
4.2.7 试验数据及有关图表
4.2.8 总结
第5章 重载车辆离合器/制动器通道内流场结构优化方法及数值仿真
引言
第1节 流场基本理论
5.1.1 流场基本控制方程
5.1.2 湍流方程
第2节 数值仿真分析预处理
5.2.1 制动盘固体域和流体域的建立以及网格划分
5.2.2 边界条件设置
5.2.3 仿真结果的收敛判断
第3节 不同类型叶片通风式制动盘通道内流场仿真结果分析
5.3.1 直叶片通风式制动盘通道内流场仿真分析结果
5.3.2 弯曲叶片通风式制动盘通道内流场仿真分析结果
5.3.3 菱形叶片通风式制动盘通道内流场仿真分析结果
第4节 叶片结构参数对通道内流场特性的影响分析
5.4.1 叶片倾斜角度对通道内流场的影响
5.4.2 叶片数量对通道内流场的影响
5.4.3 叶片倾斜角度对叶片表面温度的影响
第5节 通风式制动盘传热分析
5.5.1 通风式制动盘传热基本理论
5.5.2 通风式制动盘稳态传热分析
第6节 通风式制动盘结构优化
5.6.1 确定优化目标和变量
5.6.2 散热叶片结构的多目标优化
5.6.3 特性分析
第7节 总结
参考文献