Desenvolvimento de modelos numéricos para avaliação de ruídos de freio de alta e baixa frequência - squeal e groan - Antunes, Diego Severo (2023)
A atual competitividade de mercado na indústria automobilística exige cada vez maior atenção a todos os aspectos que envolvem a percepção de qualidade e satisfação do consumidor. Os principais pontos de insatisfação dos clientes são acerca do conforto ao dirigir, onde o conforto acústico tem exercido papel fundamental. Dentre os principais ruídos associados com o desconforto dos clientes, estão os ruídos de freio, tanto os de baixa como os de alta frequência. Existem diversas metodologias analíticas, numéricas e experimentais para abordar esse tema, mas ainda existem diversas lacunas a serem preenchidas para reduzir o tempo dos ciclos de desenvolvimento de novos freios e veículos. O presente trabalho visa o desenvolvimento de duas metodologias de análise de ruídos de freio em freios a tambor de veículos comerciais. A primeira visa complementar a análise para predição de ruídos de freio do tipo squeal, desenvolvida durante o mestrado desse autor, através do cálculo dos fatores de contribuição modal associados ao ruído. A segunda consiste em uma metodologia de dinâmica de multi-corpos voltada a analisar os ruídos de baixa frequência, tais como groan e chatter. Para tanto, é necessário realizar a medição do comportamento do coeficiente de atrito em função da velocidade de escorregamento de diferentes materiais de atrito, bem como caracterizar esse tipo de ruído em um veículo apresentando ruídos de groan. A adição do cálculo dos fatores de contribuição modal permite entender os componentes e seus modos de vibração com maior influência nos modos de vibração instável, os quais causam os ruídos do tipo squeal. No caso estudado, o tambor e a sapata de freio se mostraram os maiores responsáveis pelo ruído de freio, cujos modos de vibração cinco e três, respectivamente, são os de maior contribuição. A medição das curvas de coeficiente de atrito em função da velocidade de escorregamento mostrou o comportamento não conservativo do atrito, apresentando comportamentos diferentes quando a velocidade aumenta (aceleração) e quando a velocidade diminui (desaceleração). A metodologia de multi-corpos aplicada mostrou grande potencial para representar o fenômeno vibratório de interesse, pois foi encontrada uma boa correlação nas frequências de vibração e forma deformada similar à encontrada na análise experimental, além de mostrar a instabilidade quando o sistema se aproxima da parada total.