Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A (대한기계학회논문집A)

The Korean Society of Mechanical Engineers (대한기계학회)
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Low Frequency Squeal Noise Reduction using Mode Participation Factor in Complex Eigenvalue Analysis

복소고유치해석에서 모드기여도 인자를 이용한 저주파 스퀼소음 저감

  • Park, Jeong Min (Regional Innovation Center for Automotive Parts, Inje Univ.) ;
  • Kim, Hyun Soo (Graduate School of Mechanical Engineering, Inje Univ.) ;
  • Yoon, Moon Young (Graduate School of Mechanical Engineering, Inje Univ.) ;
  • Boo, Kwang Seok (High Safety Vehicle Core Technology Research Center, Inje Univ.) ;
  • Kim, Heung Seob (High Safety Vehicle Core Technology Research Center, Inje Univ.)
  • 박정민 (인제대학교 수송기계부품기술혁신센터) ;
  • 김현수 (인제대학교 기계공학과 대학원) ;
  • 윤문영 (인제대학교 기계공학과 대학원) ;
  • 부광석 (인제대학교 고안전차량핵심기술연구소) ;
  • 김흥섭 (인제대학교 고안전차량핵심기술연구소)
  • Received : 2012.07.10
  • Accepted : 2012.12.06
  • Published : 2013.03.01
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Abstract

In this study, a complex eigenvalue analysis is implemented to verify the unstable mode of a brake system using ABAQUS software. The component participation factors and component modal participation factors are used to analyze the total contributions from each component and each component mode to a particular unstable system mode. This study shows that the 1.4-kHz unstable system mode comes from mode coupling between the 2nd nodal diametric mode and 3rd lateral axial mode (LAM) in the baseline model. A sensitivity analysis with a linking index is performed to prevent the mode coupling of the component modes. This linking index analysis shows the optimum mass loading position to move away the natural frequency of the 3rd LAM, which contributes to the unstable mode. Finally, a complex eigenvalue analysis is implemented with mass loading in the tie bar position, and no unstable system mode is generated in the low-frequency range (below 2 kHz).

본 논문에서는 상용 프로그램 ABAQUS를 이용하여 브레이크 시스템의 불안정 모드를 알아보기 위한 복소고유치해석을 수행하였다. 또한 전체 시스템의 불안정 복소 고유모드에서 가장 진동에너지가 큰 부품을 알아보기 위한 기여도해석과 전체 복소 고유모드와 해당 부품의 부품모드간의 기여도해석을 통해 모드 연성의 가능성이 높은 모드를 알아보았다. 본 연구에서는 디스크 로터의 2차 굽힘모드와 토크멤버의 3차 축방향 횡모드의 연성에 의해 1.4kHz의 불안정 모드가 발생하는 것을 알 수 있었다. 이러한 모드 연성을 차단하기 위해 불안정성을 유발하는 토크멤버에서 해당모드의 주파수 변화에 대한 감도 해석을 실시하였다. 감도 해석 결과를 토대로 질량 가중에 의한 구조물 동특성 변경을 수행한 결과 저주파 영역에서 불안정 모드가 발생하지 않아 본 연구에서 제시된 저감방법의 유효성을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. Chen F., Quaglia R. L. and Tan C. A., 2003, "On Automotive Disc Brake Squeal Part I: Mechanism and Cause," SAE 2003-01-0683.
  2. Dessouki, O., Drake G., Lowe B. and Chang, W. K., 2003, "Dsic Brake Squeal: Diagnosis and Prevention," SAE 2003-01-1618.
  3. Han, J. H., Kim, J. T., Park, K. H. and Son, M. H., 2007, "A Study on Sensitivity of Generalized Frictional Stiffness Matrix to Reduce Squeal Noise," SAE 2007-01-2171.
  4. Lee, L., Xu, K., Malott, B., Matsuzaki M. and Lou, G., 2002, "A Systematic Approach to Brake Squeal Simulation Using MacNeal Method," SAE 2002-01-2610.
  5. Kung, S. W., Saligrama, V. C. and Riehle, M. A., 2000, "Modal Participation Analysis for Identifying Brake Squeal Mechanism," SAE 2000-01-2764.
  6. Shaw, P. C., Riehle, M. A. and Kung, S. W., 2003, "Mechanical Properties of Friction Materials and the Effect on Brake System Stability," SAE 2003-01-1619.
  7. Lee, J., K., Lim, H., S., Kim, H., Y. and Baek, J., W., 2009, "The Prediction of Brake Corner Module Squeal Noise Using Participation Factor Analysis", Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, 33th, No. 10, pp.1074-1080. https://doi.org/10.3795/KSME-A.2009.33.10.1074
  8. Chung, C. H. and Donely, M., 2003, "Mode Coupling Phenomenon of Brake Squeal Dynamics," SAE 2003-01-1624.
  9. Goto, Y., Saomoto, H. and Sugiura, N., 2010, "Structural Design Technology for Brake Squeal Reduction Using Sensitivity Analysis," SAE 2010-01-1691.

Cited by

  1. Numerical and Experimental Analysis for Disc Brake Squeal Induced by Caliper Mode vol.38, pp.12, 2014, https://doi.org/10.3795/KSME-A.2014.38.12.1351
  2. Factor Effects of Low-Frequency Instability of Brake System Using Complex Eigenvalue Analysis vol.38, pp.6, 2014, https://doi.org/10.3795/KSME-A.2014.38.6.683