基于復(fù)特征值的盤式制動(dòng)器NVH分析及試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車廠商和消費(fèi)者對汽車的性能要求越來越高，降低制動(dòng)器的振動(dòng)噪聲等已成為汽車亟待解決的重要問題。本課題采用復(fù)特征值的方法對盤式制動(dòng)器制動(dòng)噪聲進(jìn)行數(shù)值解析，然后進(jìn)行制動(dòng)器的NVH（Noise Vibration Harshness）試驗(yàn)，本課題的具體內(nèi)容如下：
　?。?）查閱大量關(guān)于制動(dòng)器的文獻(xiàn)資料，綜述本課題的研究背景，包括汽車制動(dòng)器的發(fā)展和工作原理、汽車制動(dòng)噪聲的特點(diǎn)、制動(dòng)噪聲的試驗(yàn)研究概況、制動(dòng)噪聲產(chǎn)生機(jī)

2、理的研究概況、制動(dòng)噪聲的數(shù)值解析方法、制動(dòng)噪聲的控制策略。簡單介紹有限元的理論，包括彈性力學(xué)假設(shè)、基本方程、分析步驟、分析軟件。然后闡述了復(fù)特征值的理論，進(jìn)行了復(fù)特征值模態(tài)的推導(dǎo)，論述了復(fù)特征值模態(tài)三種分析方法：線性非預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析、部分非線性攝動(dòng)模態(tài)分析、完全非線性攝動(dòng)模態(tài)分析，同時(shí)對比三種分析方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
　?。?）建立盤式制動(dòng)器多自由度非線性振動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，以某合資A0級轎車為研究對象，在ANSYS Workbench中建

3、立制動(dòng)器復(fù)特征值模態(tài)的有限元分析模型，進(jìn)行制動(dòng)噪聲數(shù)值解析，然后改變摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)變化的范圍為0.1~0.65，重新計(jì)算模型，結(jié)果表明，1kHz~15kHz幾乎各個(gè)頻率段都有不穩(wěn)定模態(tài)產(chǎn)生，特別是在1kHz~2kHz和12kHz~13kHz這兩個(gè)頻率段的復(fù)模態(tài)實(shí)部大，負(fù)阻尼比高，模態(tài)穩(wěn)定性差，發(fā)生制動(dòng)噪聲的概率高，因此，可判定該制動(dòng)器的NVH性能差。
　　（3）改進(jìn)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)，優(yōu)化制動(dòng)器NVH性能。在制動(dòng)塊背板上鉚接消音片，制

4、動(dòng)塊上沿制動(dòng)半徑方向進(jìn)行扇形的RJ10倒角，重新建模并進(jìn)行復(fù)特征值模態(tài)的有限元分析，對比之前的分析結(jié)果，改進(jìn)后制動(dòng)器的不穩(wěn)定模態(tài)數(shù)量大為減少，在3kHz~5kHz和13kHz~15kHz這兩個(gè)頻率段有少量的不穩(wěn)定模態(tài)產(chǎn)生，且不穩(wěn)定模態(tài)的實(shí)部和負(fù)阻尼比都顯著降低，模態(tài)穩(wěn)定性極大提高，制動(dòng)噪聲產(chǎn)生的概率降低，NVH性能得到大幅提升。
　?。?）在LMS的Dyno Giant7000 NVH慣性型制動(dòng)試驗(yàn)臺架上進(jìn)行NVH試驗(yàn)，將原結(jié)構(gòu)和

5、改進(jìn)后的制動(dòng)器分別進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與分析結(jié)果基本吻合，原結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器1kHz~16kHz幾乎各個(gè)頻率段都有噪聲點(diǎn)，噪聲的聲壓級特別高，最高能達(dá)到104.2dB(A)；噪聲的發(fā)生度特別高，大于70dB的噪聲的發(fā)生度為54.85％，12kHz~14kHz頻率段的噪聲聲壓級和發(fā)生度都特別高，NVH性能較差。改進(jìn)后的制動(dòng)器噪聲點(diǎn)的數(shù)量明顯減少，只是在頻率為2kHz、4kHz和12kHz附近有少量的噪聲點(diǎn)，且噪聲的聲壓級和發(fā)生度都明顯降低，最高