Modelamento de vibrações de baixa frequência utilizando curvas de coeficiente de atrito em função da velocidade
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2020-11-30
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Para a indústria automobilística, o conforto ao dirigir se tornou indispensável, e particularidades como ruído e vibração tem se tornado mais relevantes para os consumidores e até determinantes para a escolha entre veículos. Considerando os ruídos presentes em um veículo, os ruídos de freio têm ganho atenção especial dos consumidores. Entre os vários tipos de ruídos existentes, um tipo de ruído de freio comum é o groan ou chatter, caracterizado por ser um ruído de baixa frequência e alta energia de vibração, que normalmente ocorre em baixas velocidades. Dessa forma, constantemente as reclamações de ruído de freio são direcionadas às empresas fabricantes de material de atrito, mesmo que nem sempre o material de atrito pode ser considerado o único causador desse fenômeno. Principalmente em ruídos de baixa frequência, a influência da rigidez dos conjuntos eixo e suspensão tem se mostrado relevantes. Nesse contexto, esse estudo consistiu, primeiramente, em caracterizar experimentalmente, diferentes materiais de atrito quanto ao comportamento do coeficiente de atrito em função da velocidade de deslizamento representativas para o ruído do tipo groan, 30 km/h a 0 km/h. Para isso foram conduzidos ensaios em um tribômetro do tipo pino disco, onde o disco foi confeccionado no mesmo material do disco de freio, enquanto que o pino foi confeccionado nos diferentes
materiais de atrito a serem testados. Posteriormente, estas curvas experimentais de coeficiente de atrito em função da velocidade de deslizamento foram utilizadas como dados de entrada em modelos analíticos, numéricos e de multicorpos, de um ou mais graus de liberdade, chegando a
um modelo de freio a disco simplificado. Essa etapa teve o objetivo principal de entender a influência da variação do coeficiente de atrito em função da velocidade de deslizamento na resposta vibracional desses sistemas simplificados. Pra tal, foram comparadas as amplitudes das acelerações do caliper, em cada um dos modelos propostos. Também foi realizada uma
análise de sensibilidade quanto aos parâmetros principais da curva de coeficiente de atrito em função da velocidade, possibilitando entender qual a melhor combinação de parâmetros que proporcionam menores excitações ao sistema. [resumo fornecido pelo autor]
Resumo
For the automobile industry, comfort while driving became indispensable, and peculiarities such as noise and vibration have become relevant for consumers, and even determinants for the purchase among vehicles. Considering all noises of a vehicle, brake noises have a special attention of costumers. Among various types of brake noises, a very common one is groan or chatter, characterized for being a low frequency and high vibration energy type of noise, usually occurring at low velocities. Thus, brake noise complaints are constantly headed to friction material producers, even though, friction material is not always the only cause of this phenomena. Mainly for low frequency noise, the axle and suspension assembly?s stiffness are very relevant. This study, consists primarily of characterizing experimentally the friction coefficient as a function of sliding velocity representative for groan noise, 30 km/h to 0 km/h, for different friction materials. For that, tests were performed on a pin-on-disc tribometer, where the disc was made of the same material as the brake disc, while the pin was made of the different friction materials. Subsequently, the experimental curves of COF as a function of the sliding
velocity were used as input data in analytical, numerical and multi-body analysis of one or more degrees of freedom, reaching a simplified disc brake model. The main goal of this stage is to understand the influence of the friction coefficient variation according to the sliding velocity, on the system vibrational response of these simplified systems. For this, acceleration amplitudes of the caliper were compared, on each of the proposed models. It was also performed a sensibility analysis for the main parameters of the friction coefficient curves in function the sliding velocity, enabling to understand the best parameters combination which provide lower system vibration. [resumo fornecido pelo autor]