基于仿生设计离合器摩擦片表面减振降噪设计研究

基于仿生耦合思想,设计3种具有仿生特征表面的离合器摩擦片,即:圆坑摩擦片、直沟摩擦片和波浪型摩擦片,结合ABAQUS中的复特征值分析和显式动态分析,从频域和时域两方面对3种仿生摩擦片的离合器进行摩擦振动分析.复特征值分析结果表明,离合器系统在接合过程中产生的摩擦振动具有多频特性,其响应是多种频率振动响应的叠加.随着摩擦系数增大,离合器系统的振动强度逐渐增强,产生振动的频率数量逐渐增多.对于振动倾向性系数(TOI)分析结果表明,仿生摩擦片能够有效抑制离合器系统的振动倾向,尤其是当在摩擦片表面加工出波浪状沟槽后,其改善离合器系统摩擦振动的效果最为显著.显式动态分析结果表明,当对摩擦片表面进行仿生设计处理后,离合器摩擦系统的振动幅值明显下降,波浪型摩擦片所对应的离合器振动幅值下降尤其显著,在所有仿生式摩擦片中展现出最佳的减振效果.对不同摩擦片界面应力进行分析,结果表明仿生摩擦片能够改善摩擦界面的应力集中现象,使得应力分布更加均匀,从而减弱界面能量堆积.尤其是在摩擦片表面加工出波浪形状后,该摩擦界面应力幅值最小,因此离合器系统的稳定性最好.该研究为可改善离合器振动噪声的摩擦片表面仿生设计提供理论依据和新的思路.