刚柔耦合干摩擦系统振动分析：内共振与颤振研究

"刚柔耦合干摩擦系统振动分析 - 丁千，赵旖旎 - 国家自然科学基金，高等学校博士学科点专项科研基金资助" 在机械工程领域，特别是在汽车制动系统的设计与分析中，制动摩擦颤振是一个重要的研究课题。这篇由丁千和赵旖旎撰写的论文详细探讨了这一问题。他们建立了一个盘式制动装置的刚柔耦合动力学模型，该模型考虑了制动系统的动态特性，包括盘的弹性振动和摩擦块的运动。 "刚柔耦合"指的是系统中既有刚性（如金属制动盘）又有柔性（如橡胶或复合材料的摩擦块）的组件相互作用。这种耦合使得系统的动力学行为变得复杂，因为它们之间的相互影响会引发各种振动模式。伽辽金离散方法是一种数学工具，用于将连续体的偏微分方程转换为有限个代数方程，以便进行数值计算。在这里，它被用来分析制动盘和摩擦块之间的动态交互。 论文指出，当转速超过某个临界值时，由于盘的弹性，摩擦块在盘内呈现出近似简谐的周期运动。然而，当转速降低到这个临界值以下时，系统会出现所谓的“摩擦-滞滑颤振”现象。这是一种由于摩擦力变化导致的不稳定振动状态，通常伴随着速度波动和振动幅度的剧烈变化。 此外，论文还强调了内共振条件对系统振动的重要影响。内共振是指系统内部不同部件的振动频率接近或相等，这会导致强烈的能量交换和放大振动效应。在本例中，摩擦块的盘面振动与摩擦盘面外振动之间的耦合关系形成了这种内共振，加剧了系统的振动。 进一步的分析表明，这种运动耦合的强度直接影响滞滑-颤振的发生时间及由此产生的振动强度。换句话说，耦合越强，颤振现象越早出现，产生的振动也越强烈和复杂。同时，盘的弹性振动作为一种强迫激励，可能在特定转速范围内引发共振，这可能导致系统的稳定性问题并影响制动性能。 关键词：动力学、干摩擦、伽辽金方法、滞-滑颤振、内共振。这些关键词揭示了论文的主要研究内容和技术手段，同时也指出了该领域的研究重点。 丁千和赵旖旎的论文深入剖析了刚柔耦合干摩擦系统中的振动现象，对于理解制动颤振的机理、优化制动系统设计以及防止颤振带来的安全隐患具有重要的理论和实践意义。通过这样的分析，工程师可以更好地预测和控制复杂的振动行为，从而提高制动系统的稳定性和安全性。