基于虚拟样机的轿车盘式制动器噪声的研究

【摘要】：在环保意识日益加强的二十一世纪,人们对汽车的要求除了高速、重载、安全可靠、乘坐舒适、操作方便等外,控制汽车噪声的污染已逐渐成为人们行车及生活的首要要求。制动噪声作为汽车噪声的重要组成部分,研究降低汽车制动噪声已成为汽车制造商,乃至整个人类社会的强烈共识和亟待解决的重要问题。 本文结合实际课题,以某型轿车的盘式制动器为具体研究对象,针对该制动器制动时易产生制动噪声的问题展开研究,在振动理论基础上,根据振幅与振动速度幅值的关系,建立了振动与噪声之间的关系,验证了结构参数是影响制动噪声的重要因素。 本文首先综合运用自底向上(Bottom—Up)和自顶向下(Top—Down)两种建模方法,结合三维设计软件CATIA V5中的机械零部件设计(PDG:PartDesign)、装配设计(ASD:Assembly Design)、运动机构模拟(KIN:DMUKinematics)和装配模拟(FIT:DMU Fitting)模块建立了基于装配约束关系的三维实体模型、进行了静态与动态的干涉检查、完成了运动仿真以及装配路径的初步规划,为进一步完成虚拟样机的设计做了准备。 接着把制动器各个零部件(制动盘、制动块、制动钳和制动钳钳体)以*.model格式从CATIA V5中导入ANSYS,进行单元的选择、网格的划分、边界条件的约束以及计算频率范围的选择等。在建立有限元模型之后用Block Lanczos法进行模态分析,再根据厂方提供的试验数据,对比找出与制动噪声频发的频率对应的模态,针对结构振幅变化大的模型,提出具体的修改方案,再进行结构修改和模态分析。计算结果表明:各个零部件的结构振幅与修改前相比,有明显的减小,特别是制动钳钳指的振幅,修改后几乎可以忽略。这表明,运用模态分析和结构修改来减小结构振幅是抑制制动噪声的一个有效途径。 在理论模态分析的基础上,根据现有的试验设备设计了合理的试验方案,为下步的振动与噪声的试验做了必要的理论准备。 通过本课题的研究表明,结构参数的改变是减小制动噪声的一个有效途径,为企业的产品改型提供了思路。