溝槽型表面織構抑制列車盤形制動尖叫噪聲的研究.pdf

1、列車制動摩擦噪聲作為列車運行噪聲的重要組成部分，已嚴重影響鐵路正常運營并制約其推廣發(fā)展，同時也給人們帶來了嚴重的危害和損失，已經(jīng)成為當今的世界性問題。摩擦接觸界面特征是影響摩擦噪聲的重要因素，目前，關于接觸表面形貌對摩擦噪聲影響的研究報道較少，而針對表面織構影響接觸界面摩擦噪聲的研究則更少。因此，通過系統(tǒng)地研究溝槽型表面織構對制動摩擦噪聲的影響來尋求抑制列車盤形制動尖叫噪聲的有效措施具有重大意義。
　　本文首先在列車鑄鐵制動盤材料

2、表面分別加工出平行、徑向均勻分布的溝槽型織構，在面-面接觸模式下對其進行銷-盤摩擦噪聲試驗，并在盤試樣表面一半?yún)^(qū)域加工特定參數(shù)的溝槽型織構，結合有限元計算分析，探討了表面織構對摩擦尖叫噪聲特性的影響。進一步地，本文依據(jù)相似原理，以高速列車基礎制動為模擬對象，研制了一臺可用于研究列車摩擦副材料、界面特性、速度等因素與制動噪聲關系的縮比試驗臺。分別選取兩組不同的列車摩擦副材料（鑄鐵-合成材料、鍛鋼-粉末冶金）在縮比試驗臺上開展了摩擦噪聲重現(xiàn)

3、試驗并進行對比，研究了不同材料摩擦副對制動摩擦噪聲的影響;并在鍛鋼制動盤試樣表面加工出具有一定尺寸參數(shù)的徑向均勻分布的溝槽型織構，與無織構的光滑表面鍛鋼制動盤試樣進行對比，進一步驗證了溝槽型表面織構對列車盤形制動尖叫噪聲的抑制效果。主要結論如下:
　　1.在本文銷-盤摩擦噪聲試驗參數(shù)及織構尺寸條件下，溝槽的存在能夠在一定程度上抑制摩擦尖叫噪聲的產(chǎn)生，且在一定范圍內(nèi)，隨著溝槽寬度的增大，表面織構對尖叫噪聲的抑制效果越好。
　　

4、2.溝槽的存在不僅能夠削弱摩擦噪聲在主頻處的能量，抑制尖叫噪聲的產(chǎn)生，還能收集及儲存磨屑，改善接觸界面的摩擦磨損特性。通過有限元分析可知，溝槽的存在可以打斷和分散接觸界面的壓力分布，從而抑制摩擦系統(tǒng)的不穩(wěn)定振動，最終抑制尖叫噪聲的產(chǎn)生。
　　3.依據(jù)相似原理并參照高速列車實際技術參數(shù)，研制了一臺能夠完成拖曳試驗和制動試驗，主軸轉速、慣量、制動壓力、摩擦半徑等參數(shù)可調(diào)的縮比制動噪聲試驗臺，可進行列車制動配副材料、界面特性、列車速度、

5、載重等因素與制動噪聲關系的研究。
　　4.在縮比制動噪聲試驗臺上很好地重現(xiàn)了兩組不同列車盤形制動摩擦副材料（鑄鐵-合成材料、鍛鋼-粉末冶金）的制動摩擦噪聲現(xiàn)象，驗證了縮比試驗臺的可行性。在相同試驗條件下，鍛鋼-粉末冶金摩擦副比鑄鐵-合成材料摩擦副產(chǎn)生的尖叫噪聲強度更高，頻率成分更復雜，且鍛鋼制動盤試樣表面磨損現(xiàn)象比鑄鐵制動盤試樣的更加嚴重，主要表現(xiàn)為磨屑堆積現(xiàn)象嚴重。
　　5.在縮比試驗臺上進行的光滑/織構表面鍛鋼制動盤試樣