توضیحات
این مثال نحوه حل مشکل صدای جیغ ترمز ماشین را نشان می دهد. سه روش تجزیه و تحلیل بررسی شده است: مودال غیر پیش تنیده خطی، مودال آشفته غیرخطی جزئی، و مدال آشفته غیرخطی کامل. مشکل تماس اصطکاکی لغزشی را نشان می‌دهد و از حل‌کننده‌های ویژه پیچیده برای پیش‌بینی حالت‌های ناپایدار استفاده می‌کند.
حذف صدای ترمز یک چالش کلاسیک در صنعت خودروسازی است. دیسک‌های ترمز نوسان‌های بزرگ و پایدار ناشی از اصطکاک ایجاد می‌کنند که از آن به عنوان جیغ ترمز از آن یاد می‌شود. دو نظریه رایج پدیده های ترمز جیغ را توصیف می کنند:
- تئوری لغزش چوب – ارتعاش خود برانگیخته سیستم ترمز زمانی رخ می دهد که ضریب اصطکاک استاتیکی بیشتر از ضریب اصطکاک لغزشی باشد. نیروهای اصطکاک متغیر انرژی را به سیستم وارد می کند که در طول رویداد جیغ به درستی اتلاف نمی شود و در نتیجه ارتعاش زیادی ایجاد می شود.
- تئوری اتصال حالت – هنگامی که دو حالت مشخصه مشابه با یکدیگر جفت شوند، ناپایداری به سیستم ترمز وارد می شود. این ناپایداری عمدتاً به دلیل انتخاب نادرست پارامترهای هندسی ایجاد می شود. هر دو نظریه صدای جیغ ترمز را به نیروهای اصطکاک متغیر در رابط دیسک-پد نسبت می دهند. صدای ترمز به طور کلی به شرح زیر طبقه بندی می شود:
- نویز فرکانس پایین — نمونه ای از نویز با فرکانس پایین نویز “نالیدن” است که در محدوده فرکانس بین 100 تا 1000 هرتز رخ می دهد. هر صدایی که فرکانس بالای 1000 هرتز داشته باشد به عنوان صدای جیغ در نظر گرفته می شود.
- جیغ فرکانس پایین — این جیغ در نتیجه اتصال حالتی است که بین حالت های خارج از صفحه روتور و حالت های خمشی لنت ترمز رخ می دهد.
- جیغ فرکانس بالا — این جیغ در نتیجه جفت شدن حالتی است که بین حالت های درون صفحه روتور رخ می دهد.
جیغ زدن با فرکانس پایین و بالا را می توان از طریق حل کننده های ویژه پیچیده تعیین کرد. وجود حالت های ناپایدار نشان می دهد که پارامترهای هندسی و خواص مواد سیستم ترمز باید اصلاح شوند.
مدل زیر یک مجموعه لنت دیسک ترمز ساده است. ضخامت دیسک 10 میلی متر و لنت ترمز 15 میلی متر ضخامت دارد. قطر داخلی دیسک 250 میلی متر و قطر بیرونی 350 میلی متر است. یک تحلیل مودال پیش تنیده بر روی این مدل با استفاده از روش‌های مختلف برای تعیین حالت‌های ناپایدار انجام می‌شود. سپس یک مطالعه پارامتری برای بررسی اثر ضریب اصطکاک بر پایداری دینامیکی مدل انجام می‌شود.
منابع و مقالات استفاده شده برای شبیه سازی
-
Triches M., Jr, S.N.Y. Gerges, R. Jordon.“Reduction of Squeal Noise from Disc Brake Systems Using Constrained Layer Damping.”Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. Volume XXVI: 340–343. July-September 2004.
2. Allgaier, R. et al.“Mode Lock-In and Friction Modeling. “Computational Methods in Contact Mechanics IV. 35-47. WIT Press: Southampton (1999).
3. Schroth, R., N. Hoffmann, R. Swift. Mechanism of Brake Squeal–From Theory to Experimentally Measured Mode Coupling. Robert Bosch, Corporate Research and Development, Germany
