Phân Tích Âm Thanh Kêu của Phanh Trống Ô Tô Nặng Sử Dụng Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn

Springer Science and Business Media LLC - Tập 9 - Trang 2019-2034 - 2021
Anderson Luiz Dias1, Rômulo do Nascimento Rodrigues1, Roberto de Araújo Bezerra1, Pierre Lamary1
1Mechanical Engineering Department, Laboratory of Vibration, Fortaleza, Brazil

Tóm tắt

Mặc dù phanh đĩa được trang bị cho các phương tiện sản xuất hàng loạt, nhưng phanh trống vẫn được áp dụng trên các phương tiện hạng trung và hạng nặng. Tuy nhiên, cả hai loại phanh đều phát ra tiếng ồn cao, trong đó tiếng kêu là khó chịu nhất và là một trong những nguyên nhân dẫn đến chi phí bảo hành cao. Do đó, phương pháp dự đoán tiếng ồn phanh đã thúc đẩy nỗ lực phát triển các mô hình số bằng cách sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn. Mục đích của nghiên cứu này là phân tích các tham số thiết kế của một phanh trống ô tô hạng nặng bằng cách sử dụng mô hình phần tử hữu hạn tham số, bao gồm trống, đệm và lớp ma sát. Hơn nữa, các phép tính tĩnh được thực hiện để có được trạng thái ứng suất trước mà xung quanh đó các giá trị riêng phức được tính toán. Cuối cùng, các thông số vật liệu tốt nhất sẽ được trình bày để đạt được tần suất kêu thấp nhất.

Từ khóa

#phanh trống #âm thanh kêu #phương pháp phần tử hữu hạn #ô tô hạng nặng #ứng suất trước

Tài liệu tham khảo

(2014) Brakes, brake control and drive assistance systems: function, regulation and components, car braking systems. Springer Vieweg Ahmed I, Aboul-Seoud S (2006) Drum brake squeal analysis by finite element method. In: 24th annual brake colloquium and exhibition. EUA, Grapevine, pp 1–13. https://doi.org/10.4271/2006-01-3211 Ahmed I, Allam E, Khalil M, Abouel-Seoud S (2012) Automotive drum brake squeal analysis using complex eigenvalue methods. Int J Mod Eng Res (IJMER) 2(1):179–199. https://doi.org/10.4271/2006-01-3211 Akay A (2002) Acoustics of friction. J Acoust Soc Am 111(4):1525–1548. https://doi.org/10.1121/1.1456514 Albuquerque OP (1974) Dinâmica das Máquinas, vol 1. McGraw-Hill do Brasil LTDA Antunes D (2016) Metodologia de avaliação de instabilidade dinâmica em freios a tambor utilizando o método dos elementos finitos. Master’s thesis, Universidade Federal do Rio Grande do Sul Budynas N (2006) Shigley’s mechanical engineering design, vol 4. McGraw-Hill Primis Day A, Kim S (1996) Noise and vibration analysis of an S-cam drum brake. J Automob Eng 210:35–43 Elmaian A, Gautier F, Pezerat C, Duffal JM (2014) How can automotive friction-induced noises be related to physical mechanisms? Appl Acoust 76:391–401. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2013.09.004 Ganguly S, Tong H, Dudley G, Connolly F, Hoff S (2007) Eliminating drum brake squeal by a damped iron drum assembly. In: World Congress. EUA, Detroit, 2007. https://doi.org/10.4271/2007-01-0592 Ganguly S, Tong H, Karpenko Y (2008) A systems approach to eliminating squeal in a drum brake. In: 26th annual brake colloquium and exhibition. EUA, San Antonio. https://doi.org/10.4271/2008-01-2531 Guesser W, Baumer I, Tschiptschin AP, Cueva G, Sinatora A (2003) Ferros fundidos empregados para discos e tambores de freio. In: Brake colloquium. SAE Brazil, Gramado, pp 1–6 Hamid MA, Teoh C, Ripin Z (2013) The operational deflection shapes and transient analysis of the brake shoes in drum brake squeal. J Automob Eng 227(6):866–884. https://doi.org/10.1177/0954407012472305 Huang J, Krousgrill C, Bajaj K (2006) Modeling of automotive drum brakes for squeal and parameter sensitivity analysis. J Sound Vib 289:245–263. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2005.02.007 Hultén J (1995) Some drum brake squeal mechanisms. SAE technical paper series, pp 377–388. https://doi.org/10.4271/951280 Ioannidis P, Brooks P, Barton D (2003) Drum brake contact analysis and its influence on squeal noise prediction. In: Annual brake colloquium and exhibition. EUA, Florida. https://doi.org/10.4271/2003-01-3348 Junior MT, Gerges SNY, Jordan R (2008) Analysis of brake squeal noise using the finite element method: a parametric study. Appl Acoust. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2007.10.003 Kang J (2012) Finite element modelling for the investigation of in-plane modes and damping shims in disc brake squeal. J Sound Vib 331:2190–2202 Kharatea NK, Chaudharib SS (2018) Effect of material properties on disc brake squeal and performance using fem and ema approach. In: 7th international conference of materials processing and characterization Kinkaid N, OReilly O, Papadopoulos P (2003) Automotive disc brake squeal: review. J Sound Vib 267:105–166. https://doi.org/10.1016/S0022-460X(02)01573-0 Kung S, Stelzer G, Smith K (2004) A study on low frequency drum brake squeal. In: Annual brake colloquium and exhibition. EUA, Anaheim. https://doi.org/10.4271/2004-01-2787 Lee J, Yoo S, Kim J, Ahn C (2001) A study on the squeal on the squeal of a drum brake which has shoes of non-uniform cross-section. J Sound Vib 240(5):789–808. https://doi.org/10.1006/jsvi.2000.3195 Liles G (1989) Analysis of disc brake squeal using finite element methods. SAE Paper, 891150 Metzler H (1990) The brake rotor–friction partner of brake linings. In: International congress and exposition Nishiwaki M, Misumi R (2015) A study on trigger of disc brake squeal generation. SAE Int. https://doi.org/10.4271/2015-01-2682 Norton RL (2011) Projeto de Máquinas, vol 8. Bookman Editora LTDA Okamura H, Nishiwaki M (1989) A study on brake noise (drum brake squeal). JSME Int J 32(2):206–214. https://doi.org/10.1299/jsmec1988.32.206 Orthwein WC (2004) Clutches and brakes design and selection, vol 2. Marcel Dekker Ouyang H (2005) Disc brake squeal: mechanisms, analysis, evaluation, and reduction/prevention. SAE Book Monograph, SAE Ouyang H, Mottershead JE, Treyde T (2003) Vibration and squeal of a disc brake: modelling and experimental results. Proc Inst Mech Eng Part D J Automob Eng. https://doi.org/10.1243/095440703769683270 Ouyang H, Nack W, Yuan Y, Chen F (2005) Numerical analysis of automotive disc brake squeal: a review. Int J Veh Noise Vib 1:3–4. https://doi.org/10.1504/IJVNV.2005.007524 Rodrigues AJ (2017) Disc brake squeal–mode coupling instability type. Master’s thesis, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Teoh C, Ripin Z, Hamid M (2012) Analysis of friction excited vibration of drum brake squeal. Int J Mech Sci 67:59–69. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2012.12.007 Zhang L, Pang M, Meng D, Diao K (2012) Impact of contact pressure distribution on break squeal of drum brake. SAE Int. https://doi.org/10.4271/2012-01-1838 Zhou M, Wang Y, Huang Q (2007) Study on the stability of drum brake non-linear low frequency vibration model. Appl Mech 77:473–483. https://doi.org/10.1007/s00419-006-0109-6