基于敲击信号的刹车片内部缺陷检测方法研究

发布时间：2020-06-04 01:43

【摘要】：在刹车片的生产过程中容易产生各种缺陷问题,尤其以异物、分层、侧裂、气泡等缺陷为主。目前国内的绝大部分刹车片生产企业剔除不合格刹车片的方法还是让具备丰富生产经验的技术员工通过肉眼观察和人工敲击听音的方法来判断,这种检测方法过于依赖经验,人工成本高,费时费力还没有较好的准确率,所以研究刹车片内部缺陷检测新方法,提高刹车片的检测效率和检测精度是很有必要的,在此背景下提出了基于敲击信号能量特征的刹车片内部缺陷检测方法。为了解决刹车片内部缺陷难以检测的问题,首先使用敲击锤配合声音传感器采集含有各种缺陷刹车片的敲击声音信号,通过对采集到的信号进行截取并预处理,排除冗余无关信号获得有效数据信息,使用MATLAB软件对信号进行时频分析,对比不同缺陷刹车片信号的波形和频谱。当所有信号完成截取后,分别使用小波包分解和变分模态分解(VMD)处理信号并提取缺陷特征,使用db9小波做三层分解得到8个频带的分解信号,分析分解后的频带频率阶次和能量分布,提取各频带能量作为缺陷特征;研究变分模态分解理论,根据频率中心相近原则选择模态个数K,观察不同惩罚因子对分解结果和计算时间的影响确定?,提取各模态能量作为缺陷特征。将两种分解方法得到的所有能量特征整合,使用互信息方法降维。将小波包分解和变分模态分解获得的能量特征作为分类特征,使用K最近邻(KNN)算法和支持向量机(SVM)进行分类识别,对比不同K值时的KNN准确率,使用交叉检验方式对SVM的惩罚因子c和核函数参数g寻优,通过对比KNN和SVM的分类结果证明了通过分析敲击信号使用能量特征判断刹车片内部缺陷的可能性。为实现刹车片的自动运输、敲击检测和分类目的,使用SOLIDWORKS软件设计了刹车片自动敲击检测设备的三维样机模型,介绍了传动带、敲击平台和分类筛选等主要结构的工作原理。
【图文】：

于调整、质轻，在高负载和摩擦高温情况下制动效果稳定，盘式制动已广泛应用于现代汽车减速系统中，本文研究对象也针对盘式刹车片，以下刹车片简称均指盘式刹车片，图1.1 和图 1.2 分别为鼓式刹车片和盘式刹车片。图1.1 鼓式刹车片 图1.2 盘式刹车片Fig.1.1 Drumbrake pads Fig.1.2 Disc brake pads刹车片性能的好坏直接决定着驾驶过程是否安全，一般来说，影响刹车片性能的主要有以下几个因素[6]：1、稳定的摩擦系数，因为在摩擦接触面积和夹紧力不发生改变的情况下，稳定的摩擦系数是制动安全性的决定因素。影响摩擦系数的因素很多如压力、温度和摩擦介质等，摩擦系数变化会严重影响刹车片的制动能力，正常行驶过程中要求刹车片必须有一定范围内稳定的摩擦系数；2、耐磨且不伤盘，磨耗指使用过程中的磨损情况，耐磨性越好，表示它使用寿命越久；质好的刹车片材质均匀无杂质硬颗粒不会磨伤刹车盘；3、刹车舒适性，舒适性包括噪音小、无制动突兀感、脚感舒适、制动灵敏稳定等。1.2.2 刹车片制造工艺刹车片主要结构有钢背、粘接隔热层和摩擦块，其次还包括垫片、降噪片、装车附件等小部件。钢背是摩擦材料固定的载体，根据不同型号有固定的长宽厚度。钢背的生产也有严格的要求

汽车减速系统中，本文研究对象也针对盘式刹车片，以下刹车片简称均指盘式刹车片，图1.1 和图 1.2 分别为鼓式刹车片和盘式刹车片。图1.1 鼓式刹车片 图1.2 盘式刹车片Fig.1.1 Drumbrake pads Fig.1.2 Disc brake pads刹车片性能的好坏直接决定着驾驶过程是否安全，一般来说，影响刹车片性能的主要有以下几个因素[6]：1、稳定的摩擦系数，因为在摩擦接触面积和夹紧力不发生改变的情况下，稳定的摩擦系数是制动安全性的决定因素。影响摩擦系数的因素很多如压力、温度和摩擦介质等，摩擦系数变化会严重影响刹车片的制动能力，正常行驶过程中要求刹车片必须有一定范围内稳定的摩擦系数；2、耐磨且不伤盘，磨耗指使用过程中的磨损情况，耐磨性越好，表示它使用寿命越久；质好的刹车片材质均匀无杂质硬颗粒不会磨伤刹车盘；3、刹车舒适性，舒适性包括噪音小、无制动突兀感、脚感舒适、制动灵敏稳定等。1.2.2 刹车片制造工艺刹车片主要结构有钢背、粘接隔热层和摩擦块，其次还包括垫片、降噪片、装车附件等小部件。钢背是摩擦材料固定的载体，，根据不同型号有固定的长宽厚度。钢背的生产也有严格的要求
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U463.55;TP391.41;TP181

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本文编号：2695695