RecurDyn成功案例：鼓式制动系统的噪声和振动分析

鼓式制动器广泛应用于卡车、公共汽车和一些乘用车，利用连接到车轴或悬架的半圆形制动蹄与安装在车

轮上的圆柱形鼓内侧的摩擦使车辆减速。蹄与鼓之间的摩擦系数是一个可调特性，它影响制动性能和制动

器的振动特性。较高的摩擦系数降低了作用在制动蹄上所需的力，但它也增加了振动并降低了制动系统的稳

定性。为优化制动设计，采用多柔体动力学软件RecurDyn，对鼓式制动系统运行过程中的摩擦和振动进行复现，并评估其振动和制动性能。创建制动系统数字孪生模型，并评估两种不同制动系统的设计。

▎仿真过程

① 创建鼓式制动系统的 MBD 模型，包括车轴、制动蹄和鼓，以复现其动态行为

② 创建柔性体来预测鼓和蹄的变形和应力

③ 分析不同摩擦系数下鼓与蹄之间的振动特性

④ 评估具有相同摩擦系数的两种不同设计的制动性能

▎关键仿真技术

• 多体动力学技术用于预测鼓式制动器的行为

• 非线性接触算法，用于计算包括摩擦在内的刚体和柔性体之间接触力

• 多体动力学(MFBD)技术，可准确再现鼓和蹄的变形和应力以及制动系统的运动

▎工具包

• RecurDyn/Professional  

• RecurDyn/GTire

• RecurDyn/ProcessNet

▎工程问题

• 需要确定鼓式制动器的噪声和振动来源并加以改善

• 需要早期验证新设计是否满足所需的制动性能规范

• 难以分析鼓式制动系统各部分的变形和应力

▎解决方案

• 非线性接触算法，成功复现鼓与蹄接触产生的振动

• 定量评估摩擦系数变化引起的振动特性变化

• 使用瞬态 MFBD 技术准确预测鼓随时间的变形和应力

• 使用虚拟样机预测两种不同设计之间的制动性能差异

▎结论

• 可以使用虚拟样机在早期阶段验证新设计

• 仿真结果与试验结果吻合

• 在RecurDyn中创建了制动系统的数字孪生模型后，该模型可以在未来用于制动系统的进一步开发和分析

▎其他应用场景

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