Ruídos em sistema de freio a disco: correlação da análise de autovalores complexos com métodos experimentais
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BCGHJ9 |
Resumo: | À medida que a qualidade dos veículos melhora, os clientes exigem freios mais silenciosos. As reclamações de clientes resultam em custos de garantia significativos, motivando a necessidade de estudar o ruído dos freios nas fases iniciais do projeto. Durante a frenagem, o atrito entre as pastilhas e o disco de freio pode induzir uma instabilidade dinâmica no sistema. Essa instabilidade pode irradiar ruído, comumente conhecido como squeal. O squeal em freios a disco tem sido uma questão desafiadora para muitos engenheiros e pesquisadores devido à sua imensa complexidade. Essa instabilidade dinâmica está ligada a um modo de vibrar instável do sistema. Esse modo pode ser identificado durante a extração de autovalores complexos porque a parte real do autovalor correspondente é positiva. Esse método de elementos finitos (MEF), conhecido como Análise de Autovalores Complexos (CEA), também pode ser usado para interpretar resultados de testes, simular modificações na geometria ou nas propriedades dos materiais além de explorar ideias inovadoras. O objetivo deste trabalho é investigar a correlação desse método numérico com resultados experimentais. Além disso, uma mudança de geometria é proposta no modelo para eliminar um modo instável. No final, a eficácia dessa modificação é avaliada com o teste de ruído em dinamômetro. A máxima variação encontrada entre a frequência natural amortecida do autovalor instável e a frequência do squeal foi de 2,4%. Tratase de uma boa correlação entre o modelo de elementos finitos e os testes experimentais, comprovando que essa abordagem pode ser aplicada ao projeto de sistemas de freio a disco. Entretanto, a quantidade de modos instáveis previstos no modelo é superestimada e requer ao menos um teste experimental, em dinamômetro ou em veículo, para que se possa confirmar qual ou quais dos autovalores com parte real positiva serão de fato excitados nas condições operacionais do sistema de freio. |
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Lazaro Valentim DonadonHoracio Valadares DuarteEduardo Bauzer MedeirosClaudio Júnior Ferreto2019-08-12T08:41:31Z2019-08-12T08:41:31Z2018-12-13http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BCGHJ9À medida que a qualidade dos veículos melhora, os clientes exigem freios mais silenciosos. As reclamações de clientes resultam em custos de garantia significativos, motivando a necessidade de estudar o ruído dos freios nas fases iniciais do projeto. Durante a frenagem, o atrito entre as pastilhas e o disco de freio pode induzir uma instabilidade dinâmica no sistema. Essa instabilidade pode irradiar ruído, comumente conhecido como squeal. O squeal em freios a disco tem sido uma questão desafiadora para muitos engenheiros e pesquisadores devido à sua imensa complexidade. Essa instabilidade dinâmica está ligada a um modo de vibrar instável do sistema. Esse modo pode ser identificado durante a extração de autovalores complexos porque a parte real do autovalor correspondente é positiva. Esse método de elementos finitos (MEF), conhecido como Análise de Autovalores Complexos (CEA), também pode ser usado para interpretar resultados de testes, simular modificações na geometria ou nas propriedades dos materiais além de explorar ideias inovadoras. O objetivo deste trabalho é investigar a correlação desse método numérico com resultados experimentais. Além disso, uma mudança de geometria é proposta no modelo para eliminar um modo instável. No final, a eficácia dessa modificação é avaliada com o teste de ruído em dinamômetro. A máxima variação encontrada entre a frequência natural amortecida do autovalor instável e a frequência do squeal foi de 2,4%. Tratase de uma boa correlação entre o modelo de elementos finitos e os testes experimentais, comprovando que essa abordagem pode ser aplicada ao projeto de sistemas de freio a disco. Entretanto, a quantidade de modos instáveis previstos no modelo é superestimada e requer ao menos um teste experimental, em dinamômetro ou em veículo, para que se possa confirmar qual ou quais dos autovalores com parte real positiva serão de fato excitados nas condições operacionais do sistema de freio.As vehicle quality improves, customers demand quieter brakes. Customer complaints result in significant warranty costs, motivating the need to study brake noise in the early stages of the project. During brake operation, the friction between the brake pads and the disc can induce a dynamic instability in the system. This instability can radiate noise, commonly known as brake squeal. Automotive disc brake squeal has been a challenging issue for many engineers and researchers due to its immense complexity. This dynamic instability is linked to an unstable vibrating mode of the system. This mode can be identified during complex eigenvalue extraction because the real part of the eigenvalue corresponding to an unstable mode is positive. This finite element method (FEM), which is known as Complex Eigenvalue Analysis (CEA), can also be used to interpret test results, simulate changes in geometry or material properties, and explore innovative ideas. The purpose of this work is to investigate the correlation of this numerical method with experimental results. In addition to that, a geometry change is proposed in the model in order to eliminate an unstable mode. At the end, the effectiveness of this modification is evaluated with a brake noise dynamometer test. The maximum variation between damped natural frequency of the unstable eigenvalue and the squeal frequency was 2,4%. This result shows a strong correlation between the finite element model and the experimental tests, proving that this approach can be applied to the design of disc brake systems. However, the amount of unstable modes predicted in the model is overestimated and requires at least one experimental test in dyno or in vehicle in order to confirm which of the eigenvalues with positive real part will actually be excited under the operational conditions of the brake system.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGAutovaloresVibraçãoRuídoEngenharia mecânicaAutomóveis FreiosVibraçãoAtritoSquealRuídoAutovalores complexosFreio a discoRuídos em sistema de freio a disco: correlação da análise de autovalores complexos com métodos experimentaisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALferreto__claudio_jr._dissertac_a_o_de_mestrado.pdfapplication/pdf3018410https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/RAOA-BCGHJ9/1/ferreto__claudio_jr._dissertac_a_o_de_mestrado.pdf18c9795f5277613e85c12e50224e6a6fMD51TEXTferreto__claudio_jr._dissertac_a_o_de_mestrado.pdf.txtferreto__claudio_jr._dissertac_a_o_de_mestrado.pdf.txtExtracted texttext/plain157934https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/RAOA-BCGHJ9/2/ferreto__claudio_jr._dissertac_a_o_de_mestrado.pdf.txt0981a4f5e58695103dc9abe10e91b05eMD521843/RAOA-BCGHJ92019-11-14 15:06:37.143oai:repositorio.ufmg.br:1843/RAOA-BCGHJ9Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T18:06:37Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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