仿生非光滑摩擦衬片对制动器摩擦振动的影响

王国明，袁 琼

(重庆工业职业技术学院，重庆 401120)

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车辆盘式制动器是利用制动盘和摩擦衬片相互摩擦产生制动力矩，将汽车的动能转化为摩擦功，以达到减速乃至停车的目的，因此，制动器是保证车辆安全运行的重要装置[1]。如今，制动器在摩擦运动过程中产生的振动噪声问题严重，影响了车辆品牌价值和乘客舒适体验，成为人们长期关注的热点问题[2]。

鉴于制动摩擦副界面是摩擦振动产生的关键区，目前对制动界面特征和摩擦振动之间关系开展大量研究，并认为合理的摩擦表面形貌对降低制动摩擦振动产生积极的影响[3]。近年来，随着仿生学和摩擦学的发展，仿生设计已被广泛应用在许多研究领域[4-7]。研究发现，许多生存在恶劣环境下的生物体表面具有不同的非光滑形态，如凹坑、鳞片、凸包等。这些非光滑表面形态具有优良的摩擦学特性，能有效改善接触界面摩擦学行为[8]。因此将仿生非光滑表面技术应用到制动摩擦副上，能为改善制动摩擦振动噪声问题提供新途径。

目前，研究者已对仿生设计和车辆制动行为之间的关系展开研究。Wang等[9]通过对蝗虫表面以及牙齿表面等的形貌分析，设计出具有类似表面特征的非光滑汽车制动盘，结合数值计算与试验研究，验证了该类制动盘具有很好的制动性和耐磨性。黄晓华等[10]设计出3种带有仿生散热筋的制动盘，并对其散热性能进行分析研究，为仿生散热筋在高速列车制动盘的应用提供了参考依据。……