[发明专利]盘/块式制动装置摩擦啸叫噪声预测方法

权利要求书

1.盘/块式制动装置摩擦啸叫噪声预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制动块和制动块自由模态分析：首先，利用三维软件分别建立制动盘和制动块的三维模型，然后使用有限元软件对建立的制动盘和制动快模型进行网格划分并设置材料参数，对制动盘和制动块有限元模型分别进行自由模态仿真分析，提取制动盘和制动块的固有模态频率。

2)制动块和制动块自由模态试验：通过力锤或激振器，对制动盘和制动块分别进行自由模态试验，获得其固有模态频率，并与仿真获得的模态结果进行对比，设定两者误差小于5％时该有限元模型有效，否则返回步骤1)对制动器自由模态分析有限元模型进行材料属性参数修改，以满足要求。

3)制动块和制动块约束模态分析：在步骤1)制动盘和制动块自由模态分析基础上，对制动盘安装孔和帽部内侧施加运动约束；对制动块被施加制动力位置以及制动块一侧端部施加运动约束。对制动盘和制动块分别进行约束模态仿真分析，在1～16kHz范围内，提取制动盘所有节径模态振型和相应频率，以及仅提取制动块自由端弯曲的模态振型和相应频率。

4)计算制动盘和制动块相应模态的频差比：根据步骤3)提取的制动块自由端弯曲的约束模态频率，选取与之相临近的制动盘约束模态频率，将两频率相减，取绝对值，然后除以该制动盘约束模态频率并乘以100％，所得结果称之为盘/块频差比。

5)预测盘/块式制动装置摩擦啸叫发生情况：若步骤4)计算的某阶盘/块频差比小于10％，则判定为盘/块式制动装置会发出摩擦啸叫噪声，若超过10％，则判定为不会发出摩擦啸叫噪声。

2.根据权利要求1所述的盘/块式制动装置摩擦啸叫噪声预测方法，其特征在于，所述步骤1)制动块和制动块自由模态分析：利用三维软件建立制动块三维模型，制动块背板通过布尔运算产生圆形、环形或钳指形的制动力加载和约束区域。

3.根据权利要求1所述的盘/块式制动装置摩擦啸叫噪声预测方法，其特征在于，所述步骤1)制动块和制动块自由模态分析：在有限元软件中，针对建立的制动块有限元模型，制动块背板通过圆形、环形或钳指形等刚性面产生制动力加载和约束区域。

4.根据权利要求1所述的盘/块式制动装置摩擦啸叫噪声预测方法，其特征在于，所述步骤1)制动块和制动块自由模态分析：建立的制动盘和制动块有限元模型，网格划分采用六面体或四面体网格高阶单元。

5.根据权利要求1所述的盘/块式制动装置摩擦啸叫噪声预测方法，其特征在于，所述步骤3)制动块和制动块约束模态分析：对制动盘安装孔和帽部内侧施加至少沿X、Y、Z等三个方向平移运动的约束，也可以进一步施加绕上述方向旋转运动的约束。

6.根据权利要求1所述的盘/块式制动装置摩擦啸叫噪声预测方法，其特征在于，所述步骤3)制动块和制动块约束模态分析：对制动块被施加制动力位置施加X、Y、Z等三个方向平移运动的约束，并仅在制动块一侧端部施加沿摩擦力方向的平移运动的约束，或沿X、Y、Z等三个方向平移运动的约束，也可以进一步施加绕上述方向旋转运动的约束。

7.根据权利要求1所述的盘/块式制动装置摩擦啸叫噪声预测方法，其特征在于，所述步骤3)制动块和制动块约束模态分析：对制动盘和制动块分别进行约束模态仿真分析，在1～16kHz范围内，提取制动盘所有节径模态振型和相应频率，以及仅提取制动块自由端弯曲的模态振型和相应频率。

8.根据权利要求1所述的盘/块式制动装置摩擦啸叫噪声预测方法，其特征在于，所述步骤4)计算制动盘和制动块相应模态的频差比：对于提取的制动块自由端弯曲的约束模态频率f_p，选取与之相临近的制动盘约束模态频率f_d，将两频率相减，取绝对值，然后除以该制动盘约束模态频率并乘以100％，所得盘/块频差比R_f的计算公式为：

9.根据权利要求1所述的盘/块式制动装置摩擦啸叫噪声预测方法，其特征在于，所述步骤5)预测盘/块式制动装置摩擦啸叫发生情况：若步骤4)计算的某阶盘/块频差比R_f小于10％，则判定为盘/块式制动装置会发出摩擦啸叫噪声，若R_f超过10％，则判定为不会发出摩擦啸叫噪声。