[논문]디스크 런아웃에 기인한 브레이크 스퀼소음

임재훈; 조성진; 최연선; 최성진; 최규재

[국내논문] 디스크 런아웃에 기인한 브레이크 스퀼소음
Brake Squeal Noise Due to Disk Run-out 원문보기

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.13 no.3, 2005년, pp.41 - 47

임재훈 (성균관대학교 대학원 기계공학과) , 조성진 (성균관대학교 대학원 기계공학과) , 최연선 (성균관대학교 대학원 기계공학과) , 최성진 (자동차부품연구원) , 최규재 (군산대학교)

Abstract ▼ AI-Helper

This paper deals with a squeal noise in a brake system. It has been proved that the squeal noise is influenced by the angular misalignment of a disk, disk run-out, with the previously experimental study. In this study, a cause of the noise is examined by using FE analysis program(SAMCEF) and numerical analyses with a derived analytical equation of the disk based on the experimental results. The FE analyses and numerical results show that the squeal noise is due to the disk run-out as the experimental results and the frequency component of the noise equals to that of a disk's bending mode arising from the Hopf bifurcation.

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런아웃이 있는 디스크의 회전과 패드에 의해 디스크에 작용되는 힘을 해석하기 위해 Fig. 4와 같이 경사된 원판 모델을 가정하였다. Fig.

제안 방법

그러나 스퀼소음에 관 한 정확한 발생 메카니즘이나 해결 대책은 밝혀지지 않은 상태이고, 연구자와 연구방법에 따라 서로 다른 해결방안이 제시되고 있다. 본 연구에서는 실험으로 밝혀진 브레이크 스퀼소음과 디스크런아웃의 관계를 상용 SAMCEF프로그램9)을 이용한 전산시뮬레이션을 통해 검증하였다. 또 해석 모델을 통한 이론 해석으로 브레이크 스퀼소음이 디스크의 런아웃에 기인함을 입증하였다 즉 디스크축의 정렬불 량으로 인해 디스크가 축과 직각을 이루지 못함에 따라 패드와 디스크의 접촉이 균일하지 않음으로써 스퀼 소음이 발생됨을 전산해석과 이론 해석으로 밝 혔다.
본 연구에서는 실험으로 밝혀진 브레이크 스퀼소음과 디스크런아웃의 관계를 상용 SAMCEF프로그램9)을 이용한 전산시뮬레이션을 통해 검증하였다. 또 해석 모델을 통한 이론 해석으로 브레이크 스퀼소음이 디스크의 런아웃에 기인함을 입증하였다 즉 디스크축의 정렬불 량으로 인해 디스크가 축과 직각을 이루지 못함에 따라 패드와 디스크의 접촉이 균일하지 않음으로써 스퀼 소음이 발생됨을 전산해석과 이론 해석으로 밝 혔다.
실험을 통하여 브레이크의 스퀼소음을 분석한 결과, 디스크의 런아웃이 스퀼 소음이 발생하는 주원인으로 나타나므로° 본 연구에서는 기구학해석 과 유한요소해석 이 동시 에 이 루어지는 SAMCEF를 사용하여 스퀼소음이 발생하는 상황을 전산시뮬레이션 하였다. Table 1은 유한 요소해석 소프트웨어(SAMCEF)를 이용하여 해석한 캘리퍼, 패드, 디스크 각각에 대한 고유진동수를 나타낸 것이고, Fig.
즉, 스퀼소음은 디스크의 고유진동수 중 굽힘 모드에 기인 함을 확인할 수 있다. 본 연구에서는 디스크와 패드를 유연체(flexible body)로 모델링하여 런 아웃이 허용한도 이상일 때와이하일 때 각각에 대해 발생되는 주파수 성분을 SAMCEF를 통해 분석하였다 Fig. 2는 디스크와 패드만으로 브레이크를 모델링한 것 이 고 Table 2는 각 부품의 물성치 이 다.

데이터처리

디스크런아웃이 브레이크 스퀼 소음의 원인이라는 실험결과6)를 증명하기 위해 상용 SAMCEF 프로그램을 이용하여 전산시뮬레이션을 수행하고, 해석모델을 통한 이론 해석을 수행하였다 실험 결과를 전산시뮬레이션으로 확인하였고 런아웃이 있는, 즉 정렬불량을 포함하는 디스크에 대하여 운동방정식을 유도하고, 이를 수치해 석한 결과, 실험 결과와 일치하였다. 즉 스퀼소음의 원인은 디스크의 정렬 불량에 의한 런아웃에 기인하는 것으로써 런 아웃의 증가에 따라 호프분기가 발생하고 디스크의 굽힘 모드가 가진 됨 에 따라 스퀼소음이 발생함을 알 수 있 었다.

이론/모형

본 연구에서는 갤러킨법(Galerkin method)을 식(9)에 적용하여 고유 진동수를 구하였다. 이를 위해 운동방정식의 해를 다음과 같이 가정하였다.

성능/효과

해석 결과 스퀼소음 발생을 감소시키기 위해서는 디스크와 패드의 고유진동수를 가능한 한 멀리 분리하고, 패드에 댐핑을 추가해야 한다고 하였다. 또한, 박주표는 정렬 불량에 의한 디스크의 런아웃이 브레이크 스퀼 소음의 원인임을 실험을 통해 보였다.
디스크런아웃이 브레이크 스퀼 소음의 원인이라는 실험결과6)를 증명하기 위해 상용 SAMCEF 프로그램을 이용하여 전산시뮬레이션을 수행하고, 해석모델을 통한 이론 해석을 수행하였다 실험 결과를 전산시뮬레이션으로 확인하였고 런아웃이 있는, 즉 정렬불량을 포함하는 디스크에 대하여 운동방정식을 유도하고, 이를 수치해 석한 결과, 실험 결과와 일치하였다. 즉 스퀼소음의 원인은 디스크의 정렬 불량에 의한 런아웃에 기인하는 것으로써 런 아웃의 증가에 따라 호프분기가 발생하고 디스크의 굽힘 모드가 가진 됨 에 따라 스퀼소음이 발생함을 알 수 있 었다.

참고문헌 (10)

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