Passengers in a vehicle feel uncomfortable due to squeal noise. Squeal noise, a kind of self-excited vibration, is generated by the friction force between the disc and the pad of the automobile. In this paper, modal analysis of wheel brake system was performed in order to prediction of squeal phenomenon. It was shown that the prediction of system instability is possible by FEM. Finite element model of that brake system was made. Some parts of a real brake was selected and modeled. The normal mode analysis method performs analyses of each brake system component. Experiment of modal analysis was performed for each brake components and experimental results were compared with analytical result from FEM. The complex eigenvalue analysis results compared with braking test. The analysis results show good correlation with braking test for the squeal frequency at an unstable mode.
Squeal, a kind of self-excited vibration, is generated by the friction between the disc and the friction materials. It occurs at the ending stage of the braking process, and radiates and audible frequency range of 1 kHz to 10 kHz. Squeal is generated from unstability because of the coupling between the translation and rotation of the system. This instability is caused by the follower force and follower force is normal component of the friction force. In this paper modal analysis of wheel brake system was performed in order to predict the squeal phenomenon. It was shown that the prediction of system instability is possible by FEM. A finite element model of that brake system was made. Some parts of a real brake was selected and modeled. Modal analysis method performs analyses of each brake system component. Experimental modal analysis was performed for each brake components and experimental results were compared with analytical results from FEM. To predict the dynamic unstability of a whole system, the complex eigenvalue analysis for assembly modeling of components confirmed by modal analysis is performed. The finite element models of the disk brake assembly have been constructed, and the squeal noise problems have been solved by complex eigenvalue analysis. The complex eigenvalue analysis results compared with real train test.
Clutch energy is the thermal energy dissipated on the clutch disc, and it reaches its highest level during drive-off as a result of the difference between the angular speeds of the flywheel and clutch disc, and the torque transmitted. The thermal energy dissipated effects the clutch life. This study presents a new drive-off and thermal model to calculate the clutch energy for a rear wheel driven heavy-duty vehicle and to analyze the effects of clutch energy on temperatures of clutch pressure plate, flywheel and clutch housing. Three different driver profiles are used, based on the release of the clutch pedal in modulation zone: i) the pedal travels with the same speed all the way, ii) the travel speed of the pedal increases, iii) the travel speed of the pedal decreases. Vehicle test is performed to check the accuracy of the model. When compared to a simpler model that is widely used in the literature to calculate the clutch energy, the model used in this study calculates the clutch energy and angular speed behaviors of flywheel and transmission input shaft in better agreement with experimental results. Clutch wear and total clutch life are also estimated using the mean specific friction power.
Automobile brake discs are a major part of automobiles that are directly related to driver safety, and prevention of judder and squall noise is very important. This phenomenon occurs for complex reasons such as the precision and assembly of the brake module, and the material of the brake disc. The purpose of this study is to analyze the effect of the grinding wheel's grain size on the grinding conditions when machining cast iron, the material of the brake disc, and to derive the optimal grinding conditions through this.
Railway vehicles driven by wheels obtain force required for propulsion and braking by adhesive force between wheels and rails, this adhesive force is determined by multiplying adhesion coefficient of the friction surface by the applied axle load. Because the adhesion coefficient has a peak at certain slip velocity, it is important to determine the maximum values of the friction coefficient on the contact area. But this adhesive phenomenon is not clearly examined or analyzed. Thus we have developed new test procedure using the scaled adhesion test-bench for analyzing of the adhesion coefficient between wheel and rail. This adhesion test equipment is an experimental device that contacts mutually with twin disc which are equivalent to wheels and rails of railway vehicles.
The purpose of this study is preparing the database for conventional spinning of the steel sheets which are applied into the mechanical parts such as wheel disc and driving clutch drums. The experimental work for the conventional spinning of cylindrical typed shell has been carried out and the database for limiting spinning ratios, suing-back and thickness distributions has been obtained. The working conditions are categorized for the feeding velocity and dimension of rotating mandrel and forming roller. The results are useful to the product design of conical parts. And the present study can contribute to the improvement of industrial technology.
The brakes employed on commercial vehicles must be able to withstand three types of demanding services which are use-emergency stops from high speed, many repeated stops as in a delivery or bus route, and speed control in mountain descents. Two type of friction brakes are in use ; drum breaks and disc brakes. Drum brakes are of the internally expanding type in which two shoes fitted externally with friction material are forced outward against the inside of a rotating drum on the wheel unit. In this case, the Braking power is produced by the friction force between a drum and a lining, and is converted into heat. In this research an unsteady state heat transfer analysis for drum brake system of heavy truck has been performed by ABAQUS/standard code in the case of single-braking and the repeated braking condition. The temperature histories obtained by the finite Element analysis have been compared with the result calculated by the simplified formulation and the result obtained by the experiment of real vehicle conditions.
A hole expansion process is an important process in producing a hub-hole in a wheel disc of a vehicle. In this process, the main parameter is the formability of a material that is expressed as the hole expansion ratio. In the process, a crack is occurred in the upper edge of a hole as the hole is expanded. Since prediction of the forming limit by hole expansion experiment needs tremendous time and effort, an appropriate fracture criterion has to be developed for finite element analysis to define forming limit of the material. In this paper, the hole expansion process of a hub-hole is studied by finite element analysis with ABAQUS/standard considering several ductile fracture criteria. The fracture mode and hole expansion ratio are compared with respect to the various fracture criteria. These criteria do not predict its fracture mode or hole expansion ratio adequately and show deviation from experimental results of hole expansion. A modified ductile fracture criterion is newly proposed to consider the deformation characteristics of a material accurately in a hole expansion process. A fracture propagation analysis at the hub-hole edge is also performed for high accuracy of prediction using the new fracture criterion proposed.
본 논문에서는 고체상호간 미끄름접촉에 의해 발생하는 진동과 소음의 특성을 조사하기 위해서 실험과 이론해석을 행하였다. 미끄름접촉과 관련된 소음에는 brake squeal 혹은 wheel screech등과 같이 stick-slip 형태의 동적 불안정 상태와 관련이 있는 squeal noise와, 겉보기로 동적 안정 상태에 있으나 미끄름접촉면간에 내재하는 미끄름접촉 고유의 불규칙한 동특성에 기인하여 발생하는 rubbing noise가 있다. 본 연구의 대상은 보다 기본적인 형태인 후자에 한한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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