Dynamic characterization of brake pads friction material in typical squeal frequency range

The present work focuses on the experience carried on throughout a one-year internship in Brembo Advanced R & D Department, aimed at mathematical modeling, design, building, validating and testing an innovative test rig to assess elastic properties of brake pads’ friction material in the frequency range of squeal occurrence, in an attempt to better correlate experimental and numerical analyses, and to serve as a quality control device for NVHoriented pad design. Only a few test rigs as such are active in the world for friction material’s analysis; the results of extensive testing confirmed the validity of the Brembo test rig with respect to the available literature, and highlighted new trends and possible fields of application to better understand the squeal phenomenon. The Brembo S.H.A.K.E. (Sinewave High-frequency Analyzer for K-matrix Evaluation) test rig has been issued a patent, and the results obtained were presented at three yearly SAE International Conferences (2013-2014-2015).

Il presente lavoro descrive l’esperienza di un anno di tirocinio nel Reparto Advanced R & D di Brembo SpA, finalizzato alla modellazione matematica, progettazione, costruzione, validazione e sperimentazione di un innovativo apparato di prova per caratterizzare le proprietà elastiche del materiale d’attrito di pastiglie frenanti nel range di frequenze tipico del fenomeno di fischio a bassa frequenza. Tale caratterizzazione fa parte di un tentativo a livello europeo volto ad una migliore correlazione tra modello numerico e sperimentale, al fine di prevedere e prevenire l’insorgenza del fenomeno di fischio per un dato sistema frenante, e di fornire un controllo di qualità su pastiglie esistenti per una progettazione orientata già dalle prime fasi al comfort. Pochi sono gli apparati di prova attivi nel mondo per un simile scopo: i risultati di estensive campagne di test hanno confermato la validità dell’apparato Brembo, ed hanno permesso di evidenziare importanti aspetti e possibili applicazioni per una migliore comprensione e modellazione del fenomeno di brake squeal. L’apparato di prova Brembo S.H.A.K.E. (Sinewave High-frequency Analyzer for K-matrix Evaluation, analizzatore sinusoidale ad alta frequenza per la valutazione della matrice di rigidezza), è stato brevettato, ed i risultati ottenuti sono stati presentati per ben tre anni (2013-2014-2015) in conferenze SAE.