Development of acoustic simulation method for brake squeal based on experiments in the test bench
Yüksek frekanslı fren gürültü problemi için deney tezgahındaki deneylere bağlı olarak akustik bir simülasyon yönteminin geliştirilmesi
- Tez No: 479889
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MEHMET İPEKOĞLU, PROF. DR. FRANK WALTHER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Türk-Alman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Tez kapsamında fren sistemi gürültü probleminin çözülmesi için iki farklı yaklaşım izlendi. İlk yaklaşımda genel olarak deneysel yöntemler kullanıldı. Deneysel çalışmalar mevcut fren sisteminin testlerinin yapılması, kurulacak hesaplamalı model için gerekli parametrelerin elde edilmesi ve tez çıktısı olacak yeni tasarlanan fren sisteminin doğrulama testlerinin yapılmasını kapsamaktadır. İlk yapılacak deneylerde mevcut fren sistemi parçaları (fren diski, fren pabucu, kaliper vb.) üzerinde modal testler uygulanıp, bu parçalarının sönüm, katılık gibi modal özellikleri elde edildi. Elde edilen bu parametreler hesaplamalı modelde kullanıldı. Daha sonra fren sisteminin üzerine bağlanabileceği taşınabilir bir test sistemi geliştirilip, yarı yansımasız oda içine yüksek frekanslı gürültü probleminin nedeninin araştırılmasına yönelik testler gercekleştirildi. Yapılan testlerde sabit fren basıncı altında, sabit hızda döndürülen fren diskinin hangi şartlar altında gürültüye neden olduğu belirlendi. Deneyler kapsamında fren sisteminin çeşitli parçaları üzerinden ivme ve ses basıncı gibi sinyaller toplandı; alınan ölçümler ile sistemin mekanik ve akustik modları belirlendi. Bu bilgiler ile hangi sistem bileşeninin bir kararsızlık problemi olan yüksek frekanslı fren gürültüsüne neden olduğu belirlendi. İkinci yaklaşım olan hesaplamalı çalışmalar ise fren sistemi modelinin kurulması, model parametrelerinin deneysel verilere uyacak şekilde ayarlanması ve gürültü probleminin hesaplamalı olarak incelenmesini sağlayan yeni bir simülasyon metodunun oluşturulmasını kapsamaktadır. Bu kapsamda ilk olarak sonlu elemanlar yaklaşımı ile çözülecek bir fren sistemi modeli geliştirildi. Öncelikle deneysel yöntemlerin uygulanacağı disk fren geometrisinin sonlu elemanlar modeli ticari yazılımlar ile oluşturuldu. Sonrasında test düzeneğindeki sınır şartlarını ve parametrelerini içeren simülasyonlar gerçekleştirildi. Simülasyonlarda sürtünme, temas, fren basıncı ve disk dönüş hızı gibi sistemin çeşitli çalışma koşulları da hesaplamaya dahil edildi. Bu şekilde sonlu elemanlar modeli ve simülasyon metodu deney sonuçlarına dayanarak iyileştirilip ve doğrulandı. Son aşamada, gürültü probleminin çözülmesi için gerekli olan iyileştirmeler yeni geliştirilen hesaplama metodu ile belirlendi. Böylece yüksek frekanslı gürültü problemi açısından iyileştirilmiş yeni bir tasarım önerisinde bulunuldu. En son olarak, önerilen tasarımın doğrulama testleri kurulan test sistemi üzerinde yapıldı.
Özet (Çeviri)
Brake squeal is a friction-induced high frequency (beyond 1kHz) noise problem that is observed in automotive disc brake systems. As opposed to other friction-induced noise and vibration problems, it is a dynamic instability phenomenon and usually observed at low operating speeds. In order to understand the physical system, first modal tests were performed and eigenfrequencies and modes were determined. These tests were performed by hitting the system by an impact hammer and collecting acceleration data at several locations on the system. These tests were first performed on component level, i.e. components of the brake system such as disc, pad caliper, etc. were investigated. Than, the entire brake system assembly were tested. As an outcome of these studies, the system along with its components were understood in terms of their modal properties. A computational model of the brake system were developed and its modal properties were calculated from the computational solution of the complex eigenvalue problem. These eigenvalues were compared by the experimental modal test results and the computational model were updated. After validating the computational model, it was solved for different operational parameter sets and the unstable modes were determined. In order to validate the computational model, a laboratory test bench was designed and built. On this setup, brake system was attached on a supporting structure that is in a semi-anechoic room, and the experiments were run at different operational conditions such as brake pressure, speed, etc. and squeal phenomenon was generated at the laboratory environment. Based on the experimental measurements, the computational was validated. After validating the computational model with experiments, a new idea to treat squeal problem on the brake system was developed. According to this idea, the computational model was modified and similar computational work was done to see if the solution is effective. Than, these modifications were applied to the physical system, and experimental cases were rerun on the modified system. As a result, the design idea on the brake system showed a better squeal performance.
Benzer Tezler
- Konferans salonlarının akustik açıdan değerlendirilmesi: İzmir DEÜ Mimarlık Fakültesi Örneği
Acoustical evaluation of conference halls: Case of İzmir DEU Faculty of Architecture
ALİ TEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
MimarlıkDokuz Eylül ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜL YILMAZ KARAMAN
- Anadolu Selçuklu dönemi mahalle mescitlerinin akustik konfor analizi: Konya örneği
Acoustic comfort analysis of neighborhood masjids of the anatolian seljuk period; the case of Konya
RUMEYSA TUNA
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
MimarlıkKonya Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET EMİN BAŞAR
- An Integrated fem/bem approach to the prediction of wterior noise levels of vehicle body structures
Araç gövdesi yapılarının iç akustik alanlarının belirlenmesi için bir bütünleşik femibem yaklaşımı
ŞADİ KOPUZ
Doktora
İngilizce
1995
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. ÇALIŞKAN
PROF.DR. Y. S. ÜNLÜSOY
- İstanbul Devlet Tiyatroları Üsküdar Tekel Sahnesi'nin akustik açıdan incelenmesi ve değerlendirilmesi
Investigation and evaluation of acousti̇c quality of the Istanbul National Theathers, Üsküdar Tekel Hall
SÜMEYYE KADER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
MimarlıkYıldız Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEŞE AKDAĞ
- Design and fabrication of magnetically actuated cell sorter
Manyetik olarak kontrol edilebilen hücre siniflandirici tasarimi ve üretimi
MERVE GÜLLE
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN