模態分析的目標是確定系統的模態參數，即系統的各階固有頻率和振型，為結構系統的動力特性分析和優化設計提供依據。每一個自由振動的固有頻率都對應一個振型，因為結構件都是連續體，具有無限多的自由度，所以其模態具有無窮階。但汽車上通常所面對的頻率非常有限，所以研究太高頻率的模態并無太大意義，即使高頻的噪聲振動，通常限制在20000HZ 以下。通常觀察前幾階模態，容易觸發，或者特定某階的模態。

 

剎車盤（制動盤）模態分析的最主要目的就是解決噪音問題，而噪音問題歸根結底是振動，而作為制動噪音，其發生根源是由于摩擦片在制動盤上的切向振動造成的，所以如果制動盤在盤面內的切向扭轉振型所對應的頻率與摩擦片切向振型所對應的頻率接近，很容易誘發加劇摩擦片的振動。所以制動盤的模態分析就是要發現制動盤面內扭轉振動所對應的固有頻率。

 

準備設備：

振動數據采集儀Spider-80X

PCB模態力錘 086C04

PCB加速度傳感器333B30

晶鉆模態分析軟件EDM-Modal

 

測試現場:

 

測試過程：

模態測試方法選用錘擊法。力錘法適用于非線性不是很強的試件，而剎車盤是線性結構非常好的剛性結構，這里選擇錘擊法是在合適不過的了。激振器法適用于復雜結構與非線性很強的試件，如主機、儀器儀表燈。

 

錘擊法有兩種測試方法，一種是移動力錘法，即在制動盤上標記好測試點，固定傳感器位置，將力錘逐點敲擊，通過振動采集儀獲取FFT信號。另一種是移動傳感器法，即標記好測試點，力錘敲擊固定測點，逐個移動傳感器位置，通過振動采集儀獲取FRF信號。這里我們采用第一種。

 

打開晶鉆模態分析軟件EDM-Modal，選擇錘擊法模態測試，通過模態軟件幾何模型編輯簡化制動盤模型，劃分為32個測點（盡量多的測點，這樣能看出振動效果），如下圖。

在#1，#10，#19，#28，#14，#23一共6個點粘貼傳感器，力錘從#1-#32分別錘擊，通過Spider-80X動態信號分析儀獲取RFR信號，每個測點取三次平均值。

 

 

實驗采集的FRF數據非常理想，力譜到了12000Hz才衰減，相干也很好，FRFs很清晰。

模態分析上選擇Ploy-X（最小二乘復頻域法）進行模態分析，計算穩態圖。

 

從穩態圖中選擇極點，數據看上去也非常好，階次很明顯。

進入動畫界面，評估模態實驗分析效果，可通過MAC圖分析。數據成對角線，說明非常好。

查看剎車盤振型模態數據動畫，如下圖。

 

最后生成報告，模態試驗結束。正常情況下，實驗要做采集多組數據，選擇最好的一組生成報告。

模態試驗的好壞，很大部分原因取決于高質量的FRF數據，以及模態軟件的算法識別。晶鉆儀器模態測試分析軟件中英文界面，向導式提示，重分析簡操作，做模態試驗您值得擁有。