摘要
本文主要探討煞車系統在運作時所產生尖銳（高頻）噪音的成因，其煞車異音是由煞車系統不穩定的振動而產生，關於煞車異音的研究有；摩擦力所引發的系統黏滑自激振動理論、將摩擦力引入系統中，使剛性矩陣出現不對稱項的系統模態耦合理論。吾人使用模態耦合對煞車碟盤異音進行預測與研究，藉由分析碟盤的動態特性作為後續煞車系統設計及驗證的參考，此外吾人用前人所提出來的噪音指標進行碟盤在煞車時是否易於產生異音。藉由有限元素法建立碟盤的分析模型，由於在來令片與碟盤接觸時有摩擦力產生，使剛性矩陣產生不對稱項，利用複數特徵值法求解煞車碟盤之運動方程式，藉由所得複數特徵值的實部與虛部加強判斷是否產生模態耦合。在本文中，有三項參數作為我們的變數，分別是來令片與碟盤之間的磨擦係數、來令片厚度以及煞車卡鉗活塞，分別模擬不同的來令片損耗情況以及不同的煞車工況。模擬結果可以了解到摩擦係數的變化與模態耦合有極大的相關性，隨著摩擦係數的增加，導致系統剛性改變，使得本來毫無關係的兩模態在摩擦係數的影響下，兩模態的自然頻率將會逐漸靠近，直到發生耦合行為。而結果中來令片厚度變化與最大噪音指標頻率具有相關性，原因是來令片厚度改變後改變了來令片的質量，進而改變了來令片的自然頻率而影響了耦合模態的頻率與不穩定值。當我們改變煞車卡鉗活塞的壓力後得到的結果表明，在不同的壓力條件下，對噪音指標與耦合頻率的影響較低。原因是從數學模型中可以知道當壓力條件與自然頻率參數較無關係。