一种降低汽车制动噪声的方法技术

本发明专利技术公开了一种降低汽车制动噪声的方法，包括建立制动器的三维模型、建立有限元模型并进行有限元分析、得出制动噪声的区域R

【技术实现步骤摘要】
一种降低汽车制动噪声的方法
本专利技术涉及降噪的方法，特别涉及一种降低汽车制动噪声的方法，属于汽车降噪

技术介绍
随着汽车工业的快速发展，我国汽车保有量逐年增加，而人们对于汽车的“安全性、舒适性、环保性”的要求越来越高。目前汽车行业中制动噪声的问题已经成为客户抱怨最多的问题之一，制动噪声带来的负面影响包括对驾乘舒适性的影响，对环境形成严重的噪声污染，以及对制动系统零部件的使用寿命的影响等。目前，对于制动噪声问题的解决办法主要是通过使用被动的隔音吸音的方法降低车内噪声，但是未能解决制动噪声对于环境的影响和对制动系统零部件使用寿命的影响。目前，也有通过改进制动器的零部件的相关结构尺寸和以及对制动块的材料结构参数进行优化的方法进行主动降噪的相关研究。然而，并没有研究出一种较为成熟的评价尺度来衡量当系统的相关参数满足何种状态时，可以避免或者降低制动噪声的发生方法。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种通过优化制动盘与制动块之间的摩擦系数和接触刚度实现降低汽车制动噪声的方法；本专利技术改善了车辆驾乘舒适性，同时也减少了对环境的噪声影响，降低了因摩擦噪声带来的制动系统零部件使用寿命的恶化，提高了车辆制动性能。技术方案：一种降低汽车制动噪声的方法，包括以下步骤：步骤一、建立制动器的三维模型；步骤二、建立有限元模型并进行有限元分析：将制动器的三维模型导入有限元软件，通过设置零部件材料属性、划分网格、建立接触关系生成有限元模型，对其进行复模态分析，得出复特征值；步骤三、得出制动噪声的区域Rs：通过修改制动盘块间摩擦系数μ和弹簧单元刚度k重复计算复特征值，得出复特征值λ的实部α为正时对应的摩擦系数μ和接触刚度K的范围，得出制动噪声的区域Rs；步骤四、确定满足制动系统性能要求的制动盘块间摩擦系数μ和接触刚度K取值的允许范围，形成矩形区域Rp；步骤五、图表分析：以摩擦系数μ为横坐标，接触刚度K为纵坐标将区域Rp与区域Rs在同一坐标中表示出来，制动噪声发生时的临界摩擦系数为μc；步骤六、调节摩擦系数μ及接触刚度K的范围，以缩小区域Rp和区域Rs的重叠面积A(Rp∩Rs)，实现制动噪声的抑制。所述步骤六中矩形区域Rp和区域Rs的重叠面积A(Rp∩Rs)的大小代表制动噪声出现几率，在制动器设计过程中缩小Rp和Rs的重叠面积，以实现制动噪声的抑制。优选项，步骤一中所述的制动器为盘式制动器，其结构包括制动盘和制动块。优选项，步骤二中所述的零部件材料属性包括密度、杨氏模量和泊松比。优选项，步骤二中所述建立接触关系为在制动盘块间对应节点上建立弹簧单元，以弹簧单元的刚度代替制动盘与制动块单元节点间的接触刚度。优选项，所述步骤三中接触刚度K＝n×k，n为节点数，k为弹簧单元的刚度，根据制动压力的大小确定弹簧单元的刚度k的取值。优选项，所述步骤四中制动盘块间摩擦系数μ的取值范围为0.25～0.70。优选项，所述步骤四中接触刚度K的允许范围根据制动块的正压力和盘块间的位移来确定，接触刚度K为：式中，F为制动块所受的正压力；D为制动盘和制动块的法向相对位移。优选项，所述步骤六中缩小区域Rp和区域Rs的重叠面积A(Rp∩Rs)的方法根据步骤五的图表分析可知：方法一、在保证制动性能的前提下减小制动盘块间的摩擦系数μ，使矩形区域Rp向左移动，实现重叠面积A(Rp∩Rs)的减少，使摩擦系数μ的取值范围小于制动噪声发生的临界摩擦系数μc时，重叠面积A(Rp∩Rs)＝0；方法二、通过对制动系统结构进行调整，减小制动盘块间的接触刚度K，使区域Rs的范围缩小，实现重叠面积A(Rp∩Rs)的减少，使噪声的临界摩擦系数μc大于系统的摩擦系数μ的取值范围时，实现重叠区域A(Rp∩Rs)＝0。有益效果：本专利技术就从设计层面降低制动噪声的方法，可有效地降低制动噪声的发生几率，这不仅改善了车辆的舒适性，同时也减少了对环境的噪声污染，降低了因摩擦噪声带来的制动系统零部件使用寿命的恶化，提高了车辆制动性能。附图说明图1为本专利技术的方法流程图；图2为本专利技术降噪设计前分析图；图3为本专利技术针对摩擦系数优化后的降噪设计分析图；图4为本专利技术针对接触刚度优化后的降噪设计分析图；图中：1为摩擦系数和接触刚度变化的范围Rp；2为制动噪声出现的区域Rs；3为制动噪声发生时的临界摩擦系数μc。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。一种降低汽车制动噪声的方法，包括以下步骤：步骤一、建立制动器的三维模型；步骤二、建立有限元模型并进行有限元分析：将制动器的三维模型导入有限元软件，通过设置零部件材料属性、划分网格、建立接触关系生成有限元模型，对其进行复模态分析，得出复特征值；步骤三、得出制动噪声的区域Rs：通过修改制动盘块间摩擦系数μ和弹簧单元刚度k重复计算复特征值，得出复特征值λ的实部α为正时对应的摩擦系数μ和接触刚度K的范围，得出制动噪声的区域Rs；步骤四、确定满足制动系统性能要求的制动盘块间摩擦系数μ和接触刚度K取值的允许范围，形成矩形区域Rp；步骤五、图表分析：以摩擦系数μ为横坐标，接触刚度K为纵坐标将区域Rp与区域Rs在同一坐标中表示出来，制动噪声发生时的临界摩擦系数为μc；步骤六、调节摩擦系数μ及接触刚度K的范围，以缩小区域Rp和区域Rs的重叠面积A(Rp∩Rs)，实现制动噪声的抑制。所述步骤六中矩形区域Rp和区域Rs的重叠面积A(Rp∩Rs)的大小代表制动噪声出现几率，在制动器设计过程中缩小Rp和Rs的重叠面积，以实现制动噪声的抑制。本专利技术所述的降低汽车制动噪声的方法，所述降噪方法中制动盘与制动块之间的摩擦系数μ和接触刚度K对制动噪声有重要影响，由此建立两者与制动噪声发生的关联性，通过调节制动系统的摩擦系数μ和接触刚度K使系统避开噪声发生的条件。所述降噪方法中摩擦系数μ应满足汽车制动性能的要求，国家标准对汽车用制动器制动块的规定，盘式制动器的摩擦系数μ的取值范围应满足0.25～0.7。制动盘块间的接触刚度K的允许范围根据制动块的正压力和盘块间的位移来确定，由下式表示：式中；F为制动块所受的正压力；D为制动盘和制动块的法向相对位移。通过查询车辆最大制动力的大小以及制动盘块间的最小相对位移，即可得出制动盘块间接触刚度的范围。在有限元软件中将所选盘式制动器的三维模型导入有限元软件，通过设置零部件材料属性，划分网格，建立接触关系等生成有限元模型，通过修改制动盘块间摩擦系数μ和弹簧单元刚度k等参数重复计算进行复模态分析复特征值，得出复特征值λ的实部α为正时对应的摩擦系数和接触刚度的范围，形成出现制动噪声的区域Rs。把以摩擦系数μ为横坐标，接触刚度K为纵坐标将区域Rp与区域Rs在同一坐标中表示出来。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低汽车制动噪声的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、建立制动器的三维模型；/n步骤二、建立有限元模型并进行有限元分析：将制动器的三维模型导入有限元软件，通过设置零部件材料属性、划分网格、建立接触关系生成有限元模型，对其进行复模态分析，得出复特征值；/n步骤三、得出制动噪声的区域R

【技术特征摘要】
1.一种降低汽车制动噪声的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、建立制动器的三维模型；
步骤二、建立有限元模型并进行有限元分析：将制动器的三维模型导入有限元软件，通过设置零部件材料属性、划分网格、建立接触关系生成有限元模型，对其进行复模态分析，得出复特征值；
步骤三、得出制动噪声的区域Rs：通过修改制动盘与制动块之间的摩擦系数μ和弹簧单元刚度k重复计算复特征值，得出复特征值λ的实部α为正时对应的摩擦系数μ和接触刚度K的范围，得出制动噪声的区域Rs；
步骤四、确定满足制动系统性能要求的制动盘块间摩擦系数μ和接触刚度K取值的允许范围，形成矩形区域Rp；
步骤五、图表分析：以摩擦系数μ为横坐标，接触刚度K为纵坐标将区域Rp与区域Rs在同一坐标中表示出来，制动噪声发生时的临界摩擦系数为μc；
步骤六、调节摩擦系数μ及接触刚度K的范围，以缩小区域Rp和区域Rs的重叠面积A(Rp∩Rs)，实现制动噪声的抑制。


2.根据权利要求1所述的降低汽车制动噪声的方法，其特征在于：步骤一中所述的制动器为盘式制动器，其结构包括制动盘和制动块。


3.根据权利要求1所述的降低汽车制动噪声的方法，其特征在于：步骤二中所述的零部件材料属性包括密度、杨氏模量和泊松比。


4.根据权利要求2所述的降低汽车制动噪声的方法，其特征在于：步骤二中所述建立接触关系为在制动盘块间对应节点上建立弹簧单元，...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘公宇，张晓曼，刘朋，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32