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第1章 复合材料刹车片概论1

1.1引言1

1.2制动器简介2

1.3国内外汽车制动摩擦材料的研究概况4

1.4国内外汽车制动振动与噪声的研究概况5

1.4.1汽车制动振动与噪声5

1.4.2汽车制动振动与噪声的研究现状6

第2章 自修复复合材料8

2.1自修复复合材料的研究现状8

2.2智能自修复材料的自修复原理9

2.2.1分子间相互作用的修复机理9

2.2.2液芯纤维自修复机理10

2.2.3内置胶囊仿生自修复机理11

2.2.4热可逆交联反应修复机理12

2.3自修复微胶囊新型复合材料12

2.3.1微胶囊的概念及功能13

2.3.2微胶囊自修复技术的研究进展13

2.3.3微胶囊原料的选择14

2.3.4微胶囊的制备方法15

第3章 自修复技术在摩擦材料中的应用研究18

3.1聚合物基摩擦材料18

3.1.1基体树脂18

3.1.2增强体22

3.1.3填料24

3.1.4生产工艺25

3.1.5结论25

3.2新型复合材料汽车刹车片的研制26

3.2.1配方设计26

3.2.2工艺设计及主要生产设备30

3.2.3性能测试实验32

3.2.4成本核算39

3.2.5结论40

3.3含自修复微胶囊新型复合材料的研制40

3.3.1微胶囊40

3.3.2配方设计41

3.3.3模具设计42

3.3.4工艺设计及模压成型44

3.3.5性能测试44

3.3.6结论47

第4章 断裂力学的应用及微胶囊破裂验证48

4.1断裂分析的力学基础48

4.1.1断裂力学及裂纹基本形式48

4.1.2断裂韧性和应力强度因子49

4.1.3 Irwin应力强度因子理论50

4.2自修复材料断裂判据51

4.2.1均质材料的断裂判据51

4.2.2弹性夹杂问题的断裂力学分析52

4.2.3自修复材料中微胶囊壳的断裂判据52

4.3材料断裂时微胶囊破裂的证明53

4.4含模拟胶囊试件裂纹扩展的有限元模拟分析54

4.4.1有限单元法简介54

4.4.2 ANSYS软件简介55

4.4.3材料参数55

4.4.4有限元模型的建立56

4.4.5划分网格56

4.4.6加载和求解57

4.4.7结果及讨论57

4.4.8结论57

第5章 复合材料刹车片动态性能研究59

5.1复合材料汽车盘式刹车片的模态分析与模态试验59

5.1.1拉达轿车前轮滑动浮钳盘式制动器59

5.1.2模态分析理论基础60

5.1.3盘式刹车片固有频率的理论分析60

5.1.4影响复合材料弹性模量的因素分析61

5.1.5材料参数测定实验65

5.1.6盘式刹车片固有频率的模态分析66

5.1.7摩擦片厚度对其固有频率的影响的有限元分析71

5.1.8模态试验74

5.1.9结论82

5.2自修复微胶囊对摩擦材料动态性能影响的研究82

5.2.1含微胶囊刹车片的模态分析82

5.2.2刹车片的模态试验86

5.2.3模态实验与模态分析结果比较93

第6章 复合材料刹车片振动噪声性能研究94

6.1刹车片的振动与噪声理论分析与试验研究94

6.1.1材料黏弹性与振动和噪声关系的理论分析94

6.1.2刹车片的振动与噪声试验研究98

6.2自修复微胶囊对复合材料刹车片振动噪声性能影响研究110

6.2.1试验方法与原理110

6.2.2试验设备与测试过程110

6.2.3试验结果113

6.2.4结论115

附录A 1～11号配方摩擦磨损原始试验记录117

附录B 1～11号配方冲击强度和硬度原始试验记录128

附录C 1～5号配方摩擦磨损、冲强、硬度试验原始记录132

附录D 新型复合材料汽车刹车片检验证书137

附录E 部分有限元计算命令流139

附录F 模态试验中的第3阶振型系数、节点坐标及节点关联文件141

参考文献142