加载用盘式制动器的模态分析
基于 ANSYS的制动盘模态分析
基于 ANSYS的制动盘模态分析汉世成【摘要】Brake disc is the key component of disc brake, which vibration during braking has a greater impact on its perform-ance.In order to accurately grasp the vibration performance characteristics, the finite element model of brake disc is estab-lished by finite element method, and its freedom and constraint modal analysis are studied.The results get in the front of six natural frequencies and mode shapes of brake disc, and the weak modal of brake disc is identified and provide a theoretical reference for material selection and design of the brake disc.%制动盘作为盘式制动器的关键部件，在制动过程中发生的振动对其工作性能有较大的影响，为了准确把握其振动性能特性，采用有限元方法建立制动盘部件有限元模型，并对其进行自由模态分析和约束模态分析，研究得到了制动盘前六阶固有频率和振型，并确定了制动盘的薄弱模态，研究结果为制动盘的选材和设计提供了一定的理论参考。
【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P5-6,10)【关键词】制动盘;模态分析;有限元法【作者】汉世成【作者单位】兰州铁路局兰州西车辆段，甘肃兰州 730000【正文语种】中文【中图分类】TH133.70 引言盘式制动器是一种常用的制动装置，广泛应用于汽车、火车、飞机等各种制动装置中，盘式制动器主要部件包括制动盘、摩擦片、卡钳、支架等［1－2］，当制动动作发生时，通过卡钳将两侧摩擦片夹紧旋转的制动盘产生摩擦力矩实现制动，通常有双卡钳和单卡钳两种。
制动盘模态试验分析
制动盘模态试验分析作者：上海汇众汽车制造有限公司陈晓鹏模态分析技术是用于对零部件或工程结构系统进行动力学分析的现代化方法和手段，借此可以解决很多工程实际问题。
对零部件进行模态分析有利于优化运动机械的整体性能。
以汽车制动盘为例，制动盘的模态决定着车辆在制动过程中的部分振动、噪声性能，并对制动盘的寿命、异常磨损等产生影响，测量并确定制动盘的模态频率与振型是研究并解决车辆制动引起振动与噪声的重要手段。
本文利用LMS公司有关模态测试软件对我公司某车型前制动盘进行比较完整的模态测量后，得出了制动盘的各种模态特性；并利用测试软件对测试方法进行了简短的分析，给出了在仅仅想得到零部件固有频率的试验要求下可以简化几何模型、减少测量次数，从而达到最快得到试件固有频率的目的。
制动盘模态特性及要求作为高速旋转部件，制动盘具有中心对称特性。
对于制动盘制动摩擦面，其振型主要是沿圆周均匀分布的变形（对于矩坐标系，相同θ角的各点位相相同，沿圆周呈波浪分布）及相同r（在矩坐标系中）具有相同形变（幅值与位相均相同）的变形。
当与制动系统中其他部件组合后，如果某种激励正好位于某一固有频率下，模态被激发，处于共振情形中的这种自身变形会产生强烈的振动与噪音。
前一种模态发生共振的可能性更大。
通常，制动盘处于本文后面所提到的0/4模态占优势，在产品设计与开发阶段要特别注意此类模态的特性。
测量与分析利用LMS TestLab 中的MODAL IMPACT模块可对制动盘进行模态测量。
用弹性绳把制动盘悬挂起来，将由试件与软绳所组成的系统振动的固有频率控制在5Hz以下，就能完全满足测试要求。
制动盘具有中心对称轴，以中心轴为Z轴，建立柱坐标系。
显然，制动盘除Z轴外的其他两方向的刚度比Z轴方向的刚度要大得多，在常规频段振动主要是沿着Z轴方向发生，因此只测定Z轴方向的加速度值即可。
制动盘结构相对较小，质量不大，因此在粘贴传感器时应尽量减小附加质量的影响，为此采用分别在多点激励、测取某一点处的响应的方法进行。
盘式制动器参数化设计及模态分析
10.16638/ki.1671-7988.2019.22.034盘式制动器参数化设计及模态分析*季景方，邵子君，顾鹏（湖北汽车工业学院汽车工程学院，湖北十堰442002）摘要：盘式制动器是汽车关键零部件，文章基于CA TIA二次开发技术，以VB作为开发工具，建立了盘式制动器可视化界面。
用户只需要在人机交互界面输入制动器的参数便可以快速获得盘式制动器的三维模型，同时对建立的制动盘进行了模态分析。
文章的研究对于盘式制动器快速建模和优化制动盘设计提供了参考。
关键词：二次开发；盘式制动器；参数化建模；模态分析中图分类号：U463.51 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)22-101-02Parametric Design and Modal Analysis of Disc Brake*Ji Jingfang, Shao Zijun, Gu Peng( College of Automotive Engineering, Hubei University of Automotive Technology, Hubei Shiyan 442002 )Abstract: Disc brake is a key component of automobile. Based on CA TIA secondary development technology and VB as development tool, this paper establishes a visual interface of disc brake. Users only need to input the parameters of the brake in the man-machine interface to quickly obtain the three-dimensional model of the disc brake. At the same time, the modal analysis of the brake disc is carried out. The research in this paper provides a reference for fast modeling and optimizing the design of disc brake.Keywords: Secondary development; Disc brake; Parametric modeling; Modal analysisCLC NO.: U463.51 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)22-101-02前言制动器是汽车关键零部件，其制动性能直接影响到车辆的行车安全，盘式制动器以其良好的制动性能在汽车中广泛应用。
制动盘模态试验分析
制动盘模态试验分析陈晓鹏上海汇众汽车制造有限公司研究开发中心 上海 200122〔摘要〕本文叙述了利用LMS TestLab模态测试软件测取某轿车制动盘的各种模态，并对其模态进行了简单的分析。
探讨了利用更简单的几何模型及对部分测量点进行激励时对模态测量的影响，指出如果只要求测定固有频率而不关心具体的振型，可以采用简单的几何模型及进行部分点的测试。
关键词：制动盘 模态 试验key words: brake disc, modal, test1 前 言汽车工业的发展对零部件的开发也提出了越来越高的要求。
制动盘的模态决定着车辆在制动过程中的部分振动、噪声性能，并对制动盘的寿命、异常磨损等产生影响。
模态分析技术是用于对零部件或工程结构系统进行动力学分析的现代化方法和手段，借此可以解决很多工程实际问题。
测量并确定制动盘的模态频率与振型是研究并解决车辆制动引起振动与噪声的重要手段。
本文利用LMS公司有关模态测试软件对某车型的前制动盘进行比较完整的模态测量后，得出了制动盘的各种模态特性；并利用测试软件对测试方法进行了简短的分析，给出了在仅仅想得到零部件的固有频率的试验要求下可以简化几何模型、减少测量次数，从而达到最快得到试件的固有频率的目的。
2 制动盘模态特性及要求作为高速旋转部件，制动盘具有中心对称特性。
对于制动盘制动摩擦面，其振型主要是沿圆周均匀分布的变形（对于矩坐标系，相同θ角的各点位相相同，沿圆周呈波浪分布）及相同 r（在矩坐标系中）具有相同形变（幅值与位相均相同）的变形。
当与制动系统中其它部件组合后，如果某种激励正好位于某一固有频率下，模态被激发，处于共振情形中的这种自身变形会产生强烈的振动与噪音。
前一种模态发生共振的可能性更大。
通常，制动盘处于本文后面所提到的0/4模态占优势，在产品设计与开发阶段要特别注意此类模态的特性。
3 测量与分析利用LMS TestLab 中的MODAL IMPACT模块对制动盘进行模态测量。
基于Ansys Workbench的盘式制动器关键件的结构设计与模态分析
基于Ansys Workbench的盘式制动器关键件的结构设计与
模态分析
孔田增;潘宗友
【期刊名称】《汽车实用技术》
【年(卷),期】2024(49)2
【摘要】制动系统是汽车安全行车中非常重要的组成部分,确保驾驶员能够安全控制汽车在行驶中的减速和停车。
盘式制动器是汽车制动系统中常见的一种类型,其工作特点是高速、高温和振动影响。
盘式制动器工作中的高温、振动对其工作性能有较大的影响,直接影响着制动器的安全性。
文章通过对盘式制动器关键件进行有限元仿真分析,得到了关键件的前6阶固有频率和振型,以此准确掌握其振动特性,并对摩擦衬垫结构进行相应的设计和分析,研究结果为盘式制动器关键件的设计提供一定的理论参考依据。
【总页数】6页(P74-79)
【作者】孔田增;潘宗友
【作者单位】兰州石化职业技术大学汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U463.5
【相关文献】
1.基于ANSYS Workbench的盘式制动器主要零件静力分析
2.基于ANSYS Workbench的新型盘式制动器的强度分析和模态分析
3.基于ANSYS
Workbench的盘式制动器动力学分析4.基于ANSYS Workbench的盘式制动器热-机耦合分析5.基于ANSYS Workbench的一种盘式制动器设计与分析
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汽车盘式制动分析毕业设计论文
3
制动器刚体模型分析........................................................................................................15 3.1 多刚体系统动力学................................................................................................. 15 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.2 多刚体系统的坐标系...................................................................................15 多刚体系统组成成分...................................................................................15 多刚体系统的自由度...................................................................................16 多刚体系统的动力学方程...........................................................................16
关键词：盘式制动器；虚拟样机；振动；多柔体模型
I
沈阳理工大学学士学位论文
Abstract
With the development of the economy,the vehicles have been one of the best means of transportation in modern time.Because the brakes play an important part in the vehicles’Safety and Comfort,how to reduce the cars’brake vibration and noise has become an important research topic. First the paper introduced the history of brakes.the research status of brake vibration,then introduced a multi-body dynamic model of the basic theory and self-excited vibration theoretical of the disc brake vibration.All these theories provide a feasible means for further develop.Next,introduced how to build the flexible multi-body of the brake system using the FEA technology and the multi-body dynamic technology.Including hhow to get the model neutral file(MNF)of the brake disc and brake pad by utilizing the FEA technology.In the process of building the MNF,the free model analysis of the brake disc and pads were studied.Introduced the process of the multi-body dynamics modeling:import flexible bodies and rigid bodies,in order to calculate accurately,should gave the rigid bodies a certain material properties,add the constraints between the disc and brake pads were achieved by the contact command. The brake angular velocity and acceleration curves can be carried out by dynamical simulation and analysis.The flexible multi-body model not only concerned the flexibility deformation of the components of the brake system,but also concerned the influence of moment of inertia of the rotating components of the automobile,so the simulation was more reasonable.The method of building the flexible multi-body model is universal and it can be useful for future disk brake noise analysis and structural optimization design.
盘式制动器关键零部件模态分析
1.2盘式制动器的优点盘式制动器与鼓式制动器相比，具备的优点较多。
一是盘式制动器具有较好的热稳定性。
盘式制动器不需要自己增力，因此摩擦表面压力可以均匀分布在衬块上，与鼓式制动器明显不同；二是盘式制动器具有较好的水稳定性。
制动衬块可以将单位压力施加在盘上，且施加的单位压力较高，方便水挤出。
因此盘式制动器即便是在进水状态下，其自身的效能也不会明显降低。
加上衬块对盘的擦拭作用和离心力作用，要想恢复正常只需要在出水后经一次或者两侧的制动即可，而鼓式制动器则需要经过最少十次的制动；三是盘式制动器制动力矩不受汽车运动方向的影响；四是制动衬块上的压力分布较为均匀，因此衬块的磨损也呈现出均匀的特征；五是衬块一旦磨损严重需要更换时，更换操作也较图1盘式制动器的结构图活塞护罩活塞密封圈制动钳体自调螺杆密封圈膜片弹簧支承垫圈驻车制动杠杆护罩自调螺杆膜片弹簧驻车制动杠杆推力球轴承挡片自调螺母螺母扭簧活塞Internal Combustion Engine&Parts为简单；六是制动盘与衬块两者之间的间隙较小，一般在0.05-0.15mm，在间隙较小的情况下可以将制动协调时间明显缩短，由此满足自动调整间隙的需求；七是盘式制动器可以较为容易地构成双回路制动系统，双回路制动系统下可以确保车辆运行的安全性和可靠性[1]。
2构建盘式制动器有限元模型在有限元软件的辅助下构建起了盘式制动器关键零部件的三维物理模型。
其中盘式制动器的关键零部件材料的属性情况如表1所示。
为了确保所构建的三维物理模型与盘式制动器的实际工作情况尽可能相一致，需要将相应的位移约束条件施加在各个零部件上，并对其进行网格划分。
其中制动盘之间D需要设置相对大一点，因为增大制动盘的有效半径可以将制动钳的夹紧力适当降低，进而促使摩擦衬块的单位压力和工作温度降低。
但是实际中轮辋直径会限制制动盘直径D，因此一般情况下轮辋直径的70-79%为制动盘直径D的大小。
并且在汽车质量超过2t的情况下，制动盘直径D需要取上限数值[2]。
某轿车浮动钳盘式制动器的设计与分析
某轿车制动器的设计与分析摘要：汽车制动系统与行车安全和停车安全息息相关，是汽车底盘的重要组成部分。
尤其是盘式制动器，在现在的轿车上应用越来越广泛，以前受制于制造成本，影响了盘式制动器的广泛应用，随着轿车需求量的大幅增加，盘式制动器的需求量更大，所以本文的选题及设计需要结合市场实际，并与工程需要相结合，这对于设计轿车盘式制动器非常重要。
这次毕业设计是以轿车的盘式制动器为研究对象，概括了轿车制动器的国内外现状，指出了研究的目的和意义。
首先，对盘式制动器和鼓式制动器的结构特点进行了分析比较。
本文设计的是浮动钳盘式制动器。
然后，对盘式制动器的主要参数进行了优选，并且对制动器进行了校核计算，最后对制动器的结构进行了CAD制图。
关键词：制动系统；盘式制动器；制动效能；制动力The design and analysis of the car brakeAbstract：The car brake system is related to the safety of driving and parking, is an important part of the car chassis. In particular, disc brakes, in the current application of the car more and more widely, previously subject to manufacturing costs, affecting the wide range of disc brakes, with a substantial increase in the demand for cars, disc brakes greater demand, This is an urgent need for disc brakes better design and optimization design, so this topic and design combined with the actual market, combined with engineering needs, how to design a good car disc brake is very important.The graduation design is based on the disc brake of the car as the research object, summarizes the domestic and international status of the car brake, pointed out the purpose and significance of the study. Firstly, the structural characteristics of disc brakes and drum brakes are analyzed and compared. The design of this paper is designed as floating clamp disc brake. Then, the main parameters of the disc brake are designed, and the brake is checked and calculated. Finally, the structure of the brake is CAD drawing.Keywords：The braking system; Disc brake; The braking effectiveness; Braking force目录摘要............................................................................................................................................错误!未定义书签。
盘式制动器模态分析与阻尼测试
盘式制动器模态分析与阻尼测试张雪刚;曾康【摘要】基于有限元理论和试验模态方法,对盘式制动器进行模态分析.通过CATIA 软件建立制动盘的三维几何模型,之后导入到有限元软件ABAQUS中进行模态分析,得到制动盘的固有频率和模态振型.利用DASP和RTE两种设备对制动盘进行模态试验,得到制动盘的固有频率,并与有限元仿真的结果做对比.结果表明,利用3种方法测得的固有频率相差很小,误差在允许范围内,试验结果和仿真结果可以接受.最后,利用DASP和RTE两种设备测量制动盘的阻尼并做对比,所得的研究成果为进一步提高盘式制动器制动性能提供了可靠试验依据.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2019(057)003【总页数】4页(P62-65)【关键词】盘式制动器;模态分析;固有频率;阻尼;ABAQUS;DASP;RTE【作者】张雪刚;曾康【作者单位】200093上海市上海理工大学机械工程学院;200093上海市上海理工大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】U463.510 引言盘式制动器具有结构简单、体积小、制动力矩大、操作维护方便等特点，是目前常用的一种安全制动装置，被广泛应用于车辆、矿井提升机、带式输送机等各个领域。
制动盘在制动过程中产生制动噪声，制动噪声的频率范围较宽，通常可以分为1 kHz以内的低频噪声和1 kHz以上的高频噪声。
低频噪声主要包括groan和judder，高频噪声主要包括squeal，而实际中发生较多的噪声问题是频率在1 kHz以上的高频制动尖叫声[1～2]。
制动噪声长期以来一直困扰着汽车制造商，消除和限制制动噪声是一个迫切需要解决的课题。
制动噪声发生机理和影响因素比较复杂，20世纪80年代中期以来，许多学者从制动器结构设计角度研究制动尖叫的发生机理。
文献[3-4]借助于有限元和模态综合技术，建立了盘式制动器制动尖叫的摩擦耦合模型，文献[4]的试验表明，制动尖叫的频率主要集中在1～10 kHz之间。
盘式制动器仿真分析
"制动器的动力学仿真" 专业：机械设计制造**：**：2015年1月12日目录第一章、概述11.1 制动器的分类11.2 国外针对盘式制动器的研究21.2.1 国外研究现状21.2.2 国研究现状2第二章基于ADAMS 建模的理论根底32.1 系统动力学3第三章动力学仿真33.1 刚柔体混合动力学模型33.2 改变弹簧弹性系数的仿真分析43.3 结果分析5第一章、概述1.1 制动器的分类制动器即为刹车，通常称之为刹车、闸，它能使机械系统中的执行构件运动运动或减速慢行。
其重要装置主要有传动装置、制动构件和操纵装置以及动力能源装置等。
并且*些制动器存在有自隙调整机构。
制动器可分为行车制动器和驻车制动器，即分别为脚刹和手刹，其中脚刹一般都用于行车过程中，但如果制动失效时，我们需要使用手刹。
但车在停稳时，需使用手刹的方式以防止车向前滑行或者向后滑动。
制动器的分类方法还有很多：例如制动器按接触方式能够被分成非摩擦式与摩擦式这两大类。
其中，前者按构造形式分类，主要可以分成磁涡流式制动器〔利用励磁电流的改变来使制动力矩大小得以改变〕、磁粉式制动器〔磁化磁粉产生的剪力进展制动〕与水涡流式制动器等[3]；还能够根据制动件的构造的组成形式进展分类，又能够把它分为外抱块式制动器、蹄式制动器、带式制动器、盘式制动器〔碟刹〕等；按制动件的工作状态一般可以分为常处于闭合制动器〔只有施加外力才能把使制动不工作，正常为紧闸状态〕和常处于开状态的制动器〔只有在受到外力时才可会正常工作即具有制动作用，正常为松闸状态〕；按操纵的形式进展分类时，又可以分为人力、液压、气压和电磁力操纵的制动器；按制动系统的作用进展分类，又可以把它分为驻车与行车这两种类型的制动系统以及应急、辅助类型的制动系统等。
而当前各辆的汽车上都一定备置脚刹同手刹；按制动操纵的能源装置进展分类，可以把它分为人力、动力和伺服类型等；按制动能量的传输方式分类，可以分为机械式、液压式、气压式、电磁式及组合式〔同时含量中已上两种供能方式〕等。