汽车摩擦片无接触式模态频率测量系统及其测量方法技术方案

本发明专利技术公开了汽车摩擦片无接触式模态频率测量系统及其测量方法，属于摩擦片测量技术领域，用力锤对第二圆圈进行脉冲激励，敲击第二圆圈，用数据采集前端和传声器拾第一圆圈声响应信号；将采集时域数据进行傅里叶变换到频域，绘制成频响函数曲线；在频响函数曲线上识别模态频率通过获得汽车摩擦片的模态频率，分析制动尖叫的问题频率，提出解决办法，本试验方法快速简单，也能够比较一批摩擦片的模态频率来检查摩擦片制造的一致性，方便验收摩擦片是否合格，简单快捷。本发明专利技术为无接触式测量，对比接触式测量，减少了传感器的影响，提高了精度，是目前较先进的一种方法无接触式测量保证结果更加精确，填补了汽车摩擦片模态频率测量领域的空白。领域的空白。领域的空白。

【技术实现步骤摘要】
汽车摩擦片无接触式模态频率测量系统及其测量方法


[0001]本专利技术属于摩擦片测量
，具体的说是汽车摩擦片无接触式模态频率测量系统及其测量方法。

技术介绍

[0002]汽车摩擦片又叫制动摩擦片或刹车片，是汽车制动系统中很重要的安全零件，制动摩擦片的决定了刹车效果的好坏，与汽车的安全性密切相关。近些年来，随着社会的经济发展，人们不仅要求汽车的安全性，也追求乘坐的舒适性，汽车摩擦片在制动时，制动尖叫声过大会让乘客产生不适感。摩擦片频率较高，因此制动尖叫是高频噪声，人对高频的声音尤为敏感，所以对摩擦片的制动尖叫控制非常重要。模态频率是摩擦片的固有属性，目前没有测量这些参数的公认标准或方法，而模态频率与制动尖叫息息相关。
[0003]模态频率是汽车摩擦片NVH性能的重要指标，目前尚无相关测量方法，使得汽车摩擦片制动尖叫控制极为困难。

技术实现思路

[0004]针对以上问题，本专利技术提供了汽车摩擦片无接触式模态频率测量系统及其测量方法，通过获得汽车摩擦片的模态频率，可以分析制动尖叫的问题频率，针对性的提出解决办法。本专利技术试验方法快速简单，也能够比较一批摩擦片的模态频率来检查摩擦片制造的一致性，方便验收摩擦片是否合格，简单快捷。本专利技术为无接触式测量，对比接触式测量，减少了传感器的影响，提高了精度，是目前较先进的一种方法无接触式测量保证结果更加精确，填补了汽车摩擦片模态频率测量领域的空白。
[0005]本专利技术技术方案如下，一种汽车摩擦片无接触式模态频率测量系统，包括：制动摩擦片、悬挂件、数据采集前端、计算机、传声器、传声器架、力锤、力锤线和弹性元件，制动摩擦片通过悬挂件悬挂，以制动摩擦片表面距离两个边界10
‑
15mm为原点，5mm为半径画第一圆圈，在第一圆圈对角位置画第二圆圈，第一圆圈中心位置布置传声器，计算机通过线束连接数据采集前端，传声器和力锤通过力锤钱连接在数据采集前端上，传声器置于传声器架上，计算机控制力锤。
[0006]进一步的，声音环境为0
‑
30dB。
[0007]进一步的，传声器与制动摩擦片表面距离10mm
‑
15mm。
[0008]进一步的，所述传声器频率范围>8000Hz。
[0009]进一步的，所述力锤量程为500N
‑
2000N。
[0010]进一步的，悬挂件最高刚体模态频率≤制动摩擦片一阶弹性模态频率的10％。
[0011]一种汽车摩擦片无接触式模态频率测量方法，包括以下步骤：
[0012]S1用力锤对第二圆圈进行脉冲激励15
‑
20N，敲击第二圆圈，用数据采集前端和传声器拾第一圆圈声响应信号；
[0013]S2将采集时域数据进行傅里叶变换到频域，绘制成频响函数曲线；
[0014]S3在频响函数曲线上识别模态频率。
[0015]进一步的，步骤S2中，所述时域数据为用力锤敲击3
‑
5次，持续5秒以内的数据，并取平均值。
[0016]进一步的，步骤S2中，频响函数为复值函数，用伯德图显示，横坐标为频率，单位为Hz，实部表示幅值，单位为Pa/N，虚部表示相位。
[0017]进一步的，步骤S3中，所述识别模态频率，通过响应加速度的峰值处，即实部峰值；或通过虚部相位在
±
90
°
位置的值。
[0018]本专利技术的有益效果为：
[0019]通过获得汽车摩擦片的模态频率，可以分析制动尖叫的问题频率，针对性的提出解决办法。本专利技术试验方法快速简单，也能够比较一批摩擦片的模态频率来检查摩擦片制造的一致性，方便验收摩擦片是否合格，简单快捷。本专利技术为无接触式测量，对比接触式测量，减少了传感器的影响，提高了精度，是目前较先进的一种方法无接触式测量保证结果更加精确，填补了汽车摩擦片模态频率测量领域的空白。
附图说明
[0020]图1为本专利技术测量点和激励点示意图。
[0021]图2为本专利技术频响函数曲线图。
[0022]图3为本专利技术模态频率识别图。
[0023]图4为接触式和无接触式测试结果对比图。
[0024]图中：
[0025]1‑
第一圆圈；2
‑
第二圆圈；3
‑
制动摩擦片。
具体实施方式
[0026]需要说明的是，在本专利技术的描述中术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
[0027]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；连接可以是机械连接，也可以是电连接；相连可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0028]本专利技术提出一种汽车摩擦片模态频率测量方法，具体步骤如下：
[0029]步骤一：试验准备。本专利技术方法需要准备待测汽车摩擦片、数据采集前端、计算机、传声器、传声器架、力锤、力锤线和弹性元件。检查待测汽车摩擦片外观和结构无损坏、磨损。根据汽车摩擦片的特性，为测量高频特性，传声器频率范围要求大于8000Hz，力锤量程为500N或2000N，锤头采用钢头。
[0030]步骤二：样件安装。采用弹性元件将待测汽车摩擦片悬吊起来，模拟自由
‑
自由状态。要求试件作为刚体与弹性支承装置组成悬挂系统最高刚体模态频率不大于试件本身的
一阶弹性模态频率的1/10，正式测试前要做悬挂系统刚体模态检查。可用弹性绳等弹性元件悬吊摩擦片。
[0031]步骤三：试验测试。将传声器放在传声器架上固定好，调整位置，使得传声器正对着摩擦片1点，距离摩擦片垂直距离10mm
‑
15mm。根据摩擦片的结构外形特征，为了避免在一阶弯曲和一阶扭转模态的节点，选择测量点1点的对角位置2点为激励点。试验室需保证周围无噪声干扰，用力锤进行脉冲激励，敲击2点，用数据采集前端和传声器拾取1点声响应信号。测量点、激励点如图1所示。
[0032]以制动摩擦片表面距离两个边界10
‑
15mm为原点，5mm为半径画第一圆圈，在第一圆圈对角位置画第二圆圈，第一圆圈中心位置布置传声器。
[0033]步骤四：数据处理。将力锤采集的力信号和传声器采集的声响应信号用计算机处理，得到频响函数曲线FRF，频响函数为输出响应和输激励力之比，将采集时域数据进行傅里叶变换到频域，绘制成频响函数曲线，频响函数为复值函数，用伯德图显示，横坐标为频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车摩擦片无接触式模态频率测量系统，其特征在于，包括：制动摩擦片、悬挂件、数据采集前端、计算机、传声器、传声器架、力锤、力锤线和弹性元件，制动摩擦片通过悬挂件悬挂，以制动摩擦片表面距离两个边界10
‑
15mm为原点，5mm为半径画第一圆圈，在第一圆圈对角位置画第二圆圈，第一圆圈中心位置布置传声器，计算机通过线束连接数据采集前端，传声器和力锤通过力锤钱连接在数据采集前端上，传声器置于传声器架上，计算机控制力锤。2.如权利要求1所述的一种汽车摩擦片无接触式模态频率测量系统，其特征在于，悬挂件最高刚体模态频率≤制动摩擦片一阶弹性模态频率的10％。3.如权利要求1所述的一种汽车摩擦片无接触式模态频率测量系统，其特征在于，所述传声器与制动摩擦片表面距离10mm
‑
15mm。4.如权利要求1至3任一项所述的一种汽车摩擦片无接触式模态频率测量系统，其特征在于，所述传声器频率范围>8000Hz。5.如权利要求1至3任一项所述的一种汽车摩擦片无...

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛，陈晓梅，宋继强，王兴凯，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：