[发明专利]基于制动噪音和制动抖动的制动盘多学科优化设计方法

说明书

本发明涉及基于制动噪音和制动抖动的制动盘多学科优化设计方法，属于汽车制动技术领域。该方法为：确定制动系统优化设计的相关参数即设计目标；建立制动抖动仿真分析模型和制动噪音仿真模型并进行仿真分析；确定制动系统中制动盘需要优化设计的多个设计变量，对各个设计变量进行参数化建模；进行各个设计变量进行正交试验设计计算；提取正交试验设计计算结果，基于制动抖动性能构造满足精度要求的响应面近似模型Ⅰ，基于制动噪音性能构造满足精度要求的响应面近似模型Ⅱ；对制动盘各个设计变量进行多学科优化设计并获得优化方案。本发明能够设计匹配出合理的制动系统中制动盘的性能参数，能够同时满足制动抖动性能和制动噪音性能的要求。

技术领域

本发明属于汽车制动技术领域，涉及基于制动噪音和制动抖动的制动盘多学科优化设计方法。

背景技术

目前，随着新能源汽车的推广，各大主机厂对汽车的性能和成本要求越来越严。因此在满足性能的同时，汽车驾驶舒适性也成为了一项重要设计目标。制动盘作为制动器中最重要的安全组件，其对抖动和噪音的影响是制动器整个零部件中影响最大的部件。因此对其的设计尤其重要，最重要的是制动盘的热熔，制动盘的热熔若不够在极端工况下直接影响驾乘人员的安全，其次制动盘的热变形，若制动盘设计不合理其热变形差，同样影响驾乘人员人生安全；再者则是制动盘良好的模态分离，制动盘若轴向的ND与圆周切向的压缩模态IPC未分离，实际情况极易发生制动噪音。为此良好的制动盘设计至关重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供基于制动噪音和制动抖动的制动盘多学科优化设计方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于制动噪音和制动抖动的制动盘多学科优化设计方法，该方法包括以下步骤：

S1：确定制动系统优化设计的相关参数即设计目标；

S2：建立制动抖动仿真分析模型和制动噪音仿真模型并进行仿真分析；

S3：确定制动系统中制动盘需要优化设计的多个设计变量，对各个设计变量进行参数化建模；

S4：进行各个设计变量正交试验设计计算；

S5：提取正交试验设计计算结果，基于制动抖动性能构造满足精度要求的响应面近似模型Ⅰ，基于制动噪音性能构造满足精度要求的响应面近似模型Ⅱ；

S6：基于S5中的两个近似模型，对制动盘各个设计变量进行多学科优化设计并获得优化方案。

可选的，所述步骤S1中，制动系统优化设计的相关参数为抖动敏感参数和噪音接受标准。

噪音接受标准根据每个整车厂的接受标准来实施，抖动敏感性参数包含制动盘的热熔引起的热变形和DTV参数，热变形的影响主要作用在制动盘天鹅颈处结构。

可选的，所述步骤S2中，制动抖动仿真模型以实车制动盘温升热变形作为制动抖动的分析工况的输入在ADAMS中搭建模型进行分析；

制动噪音仿真模型基于SAEJ2521噪音标准，先找供应商厂家拿到各个零部件材料性能参数；按照配方材料进行实物模态与CAE对比拟合材料参数；在ANSYS WORKBENCH中搭建复模态噪音分析模型进行噪音解析，以确定不稳定模态振型和频率。

可选的，所述步骤S3中，设计变量有抖动分析模型输出影响温升及变形的制动盘的相关参数，包括盘厚和天鹅颈部相关尺寸；由噪音模型分析输出的为制动盘的固有频率及振型特征。

可选的，所述步骤S4具体为：确定制动盘的各设计变量及设计空间，采用正交试验设计方法对设计变量和关注性能进行相关性分析，筛选出与关注性能的相关性较为显著的设计变量；