汽车盘式制动器系统振动稳定性的不确定性分析方法技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车盘式制动器系统振动稳定性的不确定性分析方法，包括：参数确定步骤，定义制动器系统的不确定性参数；模型建立步骤，建立制动器系统的有限元简化模型；样本点获取步骤，采样获取样本点；求解步骤，将样本点代入有限元简化模型中求解复特征值，判断所述制动器系统的不稳定模态；关系建立步骤，得到与不稳定模态对应的复特征值实部和虚部的表达式；分析步骤，建立系统稳定性的可靠性分析模型，进行参数全局灵敏度分析；参数确定步骤，确定用于提高系统稳定性的参数，并提出改善措施。本发明专利技术考虑了工程实际中制动器系统参数的不确定性取值和分布类型，最终得到的分析结果更接近真实情况，具有很高的工程指导意义。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，包括：参数确定步骤，定义制动器系统的不确定性参数；模型建立步骤，建立制动器系统的有限元简化模型；样本点获取步骤，采样获取样本点；求解步骤，将样本点代入有限元简化模型中求解复特征值，判断所述制动器系统的不稳定模态；关系建立步骤，得到与不稳定模态对应的复特征值实部和虚部的表达式；分析步骤，建立系统稳定性的可靠性分析模型，进行参数全局灵敏度分析；参数确定步骤，确定用于提高系统稳定性的参数，并提出改善措施。本专利技术考虑了工程实际中制动器系统参数的不确定性取值和分布类型，最终得到的分析结果更接近真实情况，具有很高的工程指导意义。【专利说明】
本专利技术涉及汽车制动噪声领域，尤其涉及一种汽车盘式制动器振动稳定性的不确定性分析方法。
技术介绍
汽车制动噪声已成为城市的主要噪声污染源之一。如果汽车的制动器设计不合理，制动时就可能引起强烈的振动，使得制动器处于振动不稳定状态，并形成刺耳的噪声。基于有限元的复特征值分析方法是一种研究汽车盘式制动器振动稳定性的有效方法，它主要通过求解系统的复特征值，根据复特征值的实部是否为正，判断系统的稳定性，从而预测制动器的尖叫噪声趋势。但是基于该方法的很多相关研究都是将制动器系统的参数视为确定性的，没有考虑实际工程中材料性能参数、边界条件和摩擦损耗等不确定性因素的影响，使得研究结果的工程指导意义不大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是需要提供一种，其考虑了系统参数在实际工程中的不确定性，使得分析结果具有更高的工程指导意义。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种，包括:参数确定步骤，定义制动器系统的不确定性参数，对所述不确定性参数进行不同类型表述，所述类型包括随机参数与区间参数；模型建立步骤，获取关于所有不确定性参数的初始取值和取值范围，并建立所述制动器系统的有限元简化模型；样本点获取步骤，根据所有不确定性参数的取值范围，采用试验设计方法采样获取样本点；求解步骤，将所述样本点代入所述有限元简化模型中求解复特征值，根据具有正实部的复特征值判断所述制动器系统的不稳定模态；关系建立步骤，建立所述不稳定模态和所述制动器系统的不确定性参数的关系表达式，得到与所述不稳定模态对应的复特征值实部和虚部的表达式；分析步骤，基于所述实部和虚部的表达式以及所述制动器系统的不确定性参数建立所述制动器系统振动稳定性的可靠性分析模型，通过分析所述可靠性分析模型的参数全局灵敏度，得到各个不确定性参数对所述制动器系统振动稳定性的影响程度，其中，所述可靠性分析模型为包含所述随机参数和区间参数的不确定性模型；参数确定步骤，根据所述影响程度初步得到影响所述制动器系统稳定性的不确定性参数，进一步计算所述可靠性分析模型针对所得到的各个不确定性参数的可靠度，最终得到用于提高制动器系统稳定性的不确定性参数。在一个实施例中，在所述样本点获取步骤中，基于各个不确定性参数的取值范围得到对所有不确定性参数进行标准化后的标准化变量组成的空间，采用拉丁超立方试验设计方法在标准化变量组成的空间中获取样本点构建二阶响应面近似模型。在一个实施例中，通过以下表达式将所述研究参数标准化:【权利要求】1.一种，包括: 参数确定步骤，定义制动器系统的不确定性参数，对所述不确定性参数进行不同类型表述，所述类型包括随机参数与区间参数； 模型建立步骤，获取关于所有不确定性参数的初始取值和取值范围，并建立所述制动器系统的有限元简化模型； 样本点获取步骤，根据所有不确定性参数的取值范围，采用试验设计方法采样获取样本点； 求解步骤，将所述样本点代入所述有限元简化模型中求解复特征值，根据具有正实部的复特征值判断所述制动器系统的不稳定模态； 关系建立步骤，建立所述不稳定模态和所述制动器系统的不确定性参数的关系表达式，得到与所述不稳定模态对应的复特征值实部和虚部的表达式； 分析步骤，基于所述实部和虚部的表达式以及所述制动器系统的不确定性参数建立所述制动器系统振动稳定性的可靠性分析模型，通过分析所述可靠性分析模型的参数全局灵敏度，得到各个不确定性参数对所述制动器系统振动稳定性的影响程度，其中，所述可靠性分析模型为包含所述随机参数和区间参数的不确定性模型； 参数确定步骤，根据所述影响程度初步得到影响所述制动器系统稳定性的不确定性参数，进一步计算所述可靠性分析模型针对所得到的各个不确定性参数的可靠度，最终得到用于提高制动器系统稳定性的不确定性参数。2.根据权利要求1所述的不确定性分析方法，其特征在于，在所述样本点获取步骤中， 基于各个不确定性参数的取值范围得到对所有不确定性参数进行标准化后的标准化变量组成的空间，采用拉丁超立方试验设计方法在标准化变量组成的空间中获取样本点构建二阶响应面近似模型。3.根据权利要求2所述的不确定性分析方法，其特征在于，通过以下表达式将所述不确定性参数标准化: 4.根据权利要求2所述的不确定性分析方法，其特征在于，根据如下公式计算所述样本点的组数， 5.根据权利要求1-4任一项所述的不确定性分析方法，其特征在于，在所述求解步骤中， 所述不稳定模态具有大于零的实部值，并且其阻尼比绝对值大于其他模态，所述阻尼比通过以下表达式计算: 6.根据权利要求5所述的不确定性分析方法，其特征在于，所述不确定性参数包括支撑背板材料密度、制动片材料密度、制动盘材料密度、支撑背板材料弹性模量、制动片材料弹性模量、制动盘材料弹性模量、摩擦系数以及制动压力，其中，所述支撑背板材料密度、制动片材料密度、制动盘材料密度为符合正态分布的随机参数，所述支撑背板材料弹性模量、制动片材料弹性模量、制动盘材料弹性模量、摩擦系数以及制动压力为符合区间分布的区间参数。7.根据权利要求6所述的不确定性分析方法，其特征在于，在所述可靠性分析步骤中，通过以下表达式来建立所述可靠性分析模型: 8.根据权利要求7所述的不确定性分析方法，其特征在于，通过以下表达式来计算所述可靠性分析模型针对所得到的各个不确定性参数的可靠度R: 9.根据权利要求7所述的不确定性分析方法，其特征在于，在可靠性分析步骤中， 使用Sobol’法对所述可靠性分析模型进行全局灵敏度分析，计算所述功能函数对各个不确定性参数对应的标准化变量的一阶全局灵敏度以及总体全局灵敏度，进而得到各个不确定性参数对所述制动器系统振动稳定性的影响程度。10.根据权利要求9所述的不确定性分析方法，其特征在于，在所述参数确定步骤中， 通过分析所述一阶全局灵敏度以及总体全局灵敏度初步得到影响所述制动器系统稳定性的不确定性参数。【文档编号】G06F19/00GK103559398SQ201310537687【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日 【专利技术者】吕辉, 于德介, 刘坚 申请人:湖南大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车盘式制动器系统振动稳定性的不确定性分析方法，包括：参数确定步骤，定义制动器系统的不确定性参数，对所述不确定性参数进行不同类型表述，所述类型包括随机参数与区间参数；模型建立步骤，获取关于所有不确定性参数的初始取值和取值范围，并建立所述制动器系统的有限元简化模型；样本点获取步骤，根据所有不确定性参数的取值范围，采用试验设计方法采样获取样本点；求解步骤，将所述样本点代入所述有限元简化模型中求解复特征值，根据具有正实部的复特征值判断所述制动器系统的不稳定模态；关系建立步骤，建立所述不稳定模态和所述制动器系统的不确定性参数的关系表达式，得到与所述不稳定模态对应的复特征值实部和虚部的表达式；分析步骤，基于所述实部和虚部的表达式以及所述制动器系统的不确定性参数建立所述制动器系统振动稳定性的可靠性分析模型，通过分析所述可靠性分析模型的参数全局灵敏度，得到各个不确定性参数对所述制动器系统振动稳定性的影响程度，其中，所述可靠性分析模型为包含所述随机参数和区间参数的不确定性模型；参数确定步骤，根据所述影响程度初步得到影响所述制动器系统稳定性的不确定性参数，进一步计算所述可靠性分析模型针对所得到的各个不确定性参数的可靠度，最终得到用于提高制动器系统稳定性的不确定性参数。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕辉，于德介，刘坚，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：