制动鼓模态隔离与影响因素敏感度分析.docx

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制动鼓模态隔离与影响因素敏感度分析

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马洪启童慧张璐

摘要：针对某车型由于后制动鼓切向和纵向模态耦合导致的高频噪音问题，通过对制动鼓几何形状及尺寸的敏感度分析，探索其对制动鼓切向和纵向模态隔离的优化方向。首先建立了制动鼓ANSYS有限元模型，并利用试验结果验证模型可靠性，然后通过DOE试验矩阵分析方法，得出制动鼓主要几何参数与模态隔离的敏感度关系，最后通过试验对模态隔离和参数敏感度分析结果进行验证。结果表明：基于敏感度分析结果，通过优化制动鼓的关键影响因子，可以有效地提高制动鼓的模态隔离结果。

关键词：制动鼓;模态隔离;ANSYS有限元模型;敏感度分析

：U270.1;TB53?：B?：1671-7988（2020）10-159-04

SensitivityAnalysisofBrakeDrumModalSeparation

MaHongqi，TongHui，ZhangLu

（PanAsiaTechnicalAutomotiveCenterCo.，Ltd，Shanghai200120?）

Abstract：?Basedonthehighfrequencynoisecausedbythetangentialandlongitudinalmodecouplingoftherearbrakedruminacertainvehiclemodel，theoptimizationdirectionofthebrakedrumgeometrydimensionsontangentialandlongitudinalmodalseparationwasstudiedthroughthesensitivityanalysisofbrakedrumgeometrydimensions.Firstly，theANSYSfiniteelementmodelofthebrakedrumwasestablishedandthereliabilityofthemodelwasverifiedbytheexperimentalresults.Then，thesensitivityrelationshipbetweenthemaingeometricparametersandthemodalseparationwasobtainedthroughtheDOEmatrixtestsandthesensitivitywasverifiedbytestresults.Theresultsshowthat，basedonthesensitivityanalysisresults，themodalseparationresultsofthebrakedrumcanbeeffectivelyimprovedbyoptimizingthekeyinfluencingfactorsofthebrakedrum.

Keywords：Brakedrum;?Modalseparation;?ANSYSfiniteelementmodel;?Sensitivityanalysis

CLCNO.：?U270.1;TB53?DocumentCode：B?ArticleID：1671-7988（2020）10-159-04

前言

在汽車制动系统中，制动噪音因响度大、发生频率高、机理复杂、控制难而成为该行业的研究热点。制动噪音的频率范围较大，一般在1000～16000Hz[1-2]。制动鼓是鼓式制动器的关键安全部件，是制动系统中最主要的噪音辐射体，其结构振动模态特性是制动噪声水平的关键决定因素，会影响整车的安全性、舒适性、操纵稳定性等基本性能。制动鼓的结构模态优化是解决制动噪音的一种有效途径[3-6]。模态特性包括固有频率、阻尼和模态振型，频率和振型是结构系统承受动态载荷结构设计时的重要参数，这些动力学参数可通过有限元模态分析和试验模态分析来得到[7-8]。

本文以某轿车的后制动鼓为研究对象，基于有限元模态分析方法，通过改变制动鼓几何尺寸参数来优化制动鼓切向和纵向模态，并探索制动鼓几何参数与其模态频率的敏感度关系，最后，通过试验模态分析结果对有限元模态分析结果进行验证，这对优化制动鼓结构设计及缩短设计周期提供了一定的参考，有效缩短设计过程并节省试制和试验成本。

1制动鼓参数化模型建立

利用UG软件建立制动鼓3D实体模型，然后利用