本文从复模态分析的理论出发,借助计算机有限元仿真技术,并通过实验测试和分析的手段来探究盘式制动器尖叫噪声产生的机理,并且引入自己的观点,分析其成因,最后从灵敏度分析和压力分布改善两个方面给出局部优化路径。本文首先介绍了国内外对盘式制动器尖叫噪声问题的研究现状及盘式制动器的基本结构和工作原理,接着依据现有的研究理论,从系统不稳定性这一角度对盘式制动器尖叫噪声的发生机理进行剖析,并从子结构模态频率关于制动器的复模态特征值实部的灵敏度以及摩擦片与制动盘间载荷分布对不稳定性的影响这两个方面进行了讨论。概括起来,本文研究的主要内容如下所示:(1)建立盘式制动器的简化物理模型,通过推导及分析其对应的动力学微分方程组及其矩阵,阐述其发生制动尖叫噪声的机理,并且对于盘式制动器的一般分析方法和优化途径进行了简单介绍,以此引出研究的重点。(2)通过一系列的制动器台架模拟试验及子结构试验,如台架SAEJ2521标准测试和子结构固有频率测试等,确定制动器发生尖叫噪声的频率及其对应工况,并且对其试验结果进行初步的分析和归纳,作为后续有限元仿真计算的基础和参照。(3)建立与实物相符的盘式制动器3D模型,并在有限元软件中对其划分网格、确定约束条件以及定义材料参数后,按照仿真计算流程,进行子结构的模态参数提取、制动器复模态的仿真以及复特征值分布的计算。以此结果,分析了子结构模态参数与试验测试结果的一致性以及制动压力对不稳定模态复特征值分布的影响。(4)结合有限元软件计算仿真结果,利用3D Polytec激光测振仪,在制动器2.1kHz尖叫噪声发生的工作变形试验基础上,讨论子结构模态频率关于制动器不稳定模态复特征值实部的灵敏度,并以此提出结构优化方案,最后以系统稳定性分析及台架试验的结果验证优化方案的可行性。发现通过提高支架第6阶自由模态频率,可以有效地提高系统在2kHz附近的稳定性,并且减少抑制2.1kHz的尖叫噪声。(5)在原有简化理论模型的基础上引入摩擦片与制动盘间的载荷分布这一影响因素,通过对有限元模型的载荷分布理论计算值及实际压力分布试验结果的研究,结合影响实际压力分布的因素,提出基于压力分布改善的优化方向,再根据正交试验的结果,确定方案的最优组合,并进行仿真与试验验证。结果发现,压力分布的改善能够有效地降低尖叫噪音发生的风险。试验及仿真计算的分析结果表明:基于压力分布的改善及子结构模态频率对制动器复模态不稳定性的灵敏度的优化方案,能够较为有效地解决一些特定频段和工况的制动尖叫噪声。文中对所用理论及实验方法进行了深入的阐述,对后续盘式制动器的尖叫噪声的解决具有一定的指导意义。