基于Stribeck模型的摩擦界面粘滑振動數值仿真分析

陳超山，謝國進，盧 敏，黃 斌

（1.柳州職業技術學院 機電工程學院，廣西 柳州 545000；2.廣西科技大學 機械與汽車工程學院，廣西 柳州 545000；3.廣西柳州鋼鐵集團公司質量部，廣西 柳州 545006）

粘滑振動（stick-slip vibration）作為一種典型的非光滑振動，主要是由于摩擦界面動、靜摩擦系數數值不同而發生的“運動—靜止—運動—靜止”的摩擦現象。粘滑振動廣泛存在于含有摩擦副的各類機械系統中，尤其是低相對滑動速度、高外部作用載荷條件下[1]。粘滑振動導致機械系統顫振和極限環振蕩，并由其引起系統的不穩定振動，帶來諸如低鳴噪聲（如汽車制動器[2]）、降低加工精度（如機床[3]）等嚴重問題。因此，全面、系統地研究摩擦系統的粘滑振動發生機理及其關鍵影響因素，對于提高含有摩擦的機械系統的工作性能具有重要的工程指導價值。

目前，國內外研究人員對振動摩擦系統中的粘滑振動現象開展了許多理論研究和試驗研究工作，有效促進人們對于粘滑振動的認識。在理論研究方面，Papangelo等[4]建立了單自由度摩擦模型，并以傳送帶滑動速度作為分岔參數，采用數值計算方法繪制了傳送帶滑動速度作用下的摩擦系統分岔圖，且采用標準線性穩定性分析和非線性穩定性分析討論了大擾動下的摩擦系統的振動特性。Wei等[5]建立了汽車制動系統雙層制動片結構的動力學模型，討論了制動片質量和連接剛度對系統穩定性的影響，以及不同外部壓力作用下系統的非線性行為和粘滑振動響應。……