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利用CADA-X 声振测试系统进行制动盘模态测试 2006 LMS 首届用户大会论文集
利用 CADA-X 声振测试系统进行制动盘模态测试
林君吴瑛
(上海大众汽车有限公司产品工程部整车与道路试验科声学试验室,201805)
摘要使用 CADA-X 声振测试系统配合适当的试验配置,可以对包括标准件和磨损件在内的制动盘试件进行各模态测试与
分析。

关键词制动盘,模态分析,模态设计

一、引言
车辆制动时,有时车辆会发出尖锐的制动尖叫声,除设计不当外,制动盘磨损、失圆和疲劳等都是重
要的成因。测量并确定制动盘的模态频率与振型是研究并解决车辆制动噪声的重要手段。
经过耐久试验的制动盘由于其本身的磨损,导致对其为目标所进行的模态测试,所得到的模态振型存
在不对称性。此时采用一般测量方法不能有效的区分试验误差与制动盘本身磨损所导致的模态偏差,也无
法基于有限元模型修改试验误差。为此,本文提出了一种精确模态测试方法来解决该问题,并基于对新制
动盘的测试来检验该测试方法的有效性。

二、一般测试方法:
测试配置:CADA-X 声振测试系统、激振器、加速度传感器,建立的几何模型如图 1 所示。

图 1 几何模型
为得到足够清晰的模态振型,试验所选测点数远大于实际通道数,故进行分片测试。测试选用激振器
激励,通过 CADA-X 中 MIMO FRF Moniter 模块进行实际测量。数据采集后,使用 CADA-X 中 Model Analysis
模块处理并得到模态频率。
通过观察振型(见图 2)后发现:使用激振器激励时,所得模态振型在激励点处有明显的不对称现象,
且重复试验表明,该不对称性的位置取决于激振器连接点的位置。该不对称性现象对新制动盘的模态分析
并不重要,因为可直接基于零件结构的对称性或有限元模态分析结果的对称性来判定不对称性是试验误
差。对磨损件进行测试时,考虑其模态振型本身固有不对称性。故无法剔除该试验误差。另一方面,对于
磨损后的制动盘,有限元模态分析的建模工作异常困难。因此,必须寻找精确的模态测试方法解决该问题。
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利用CADA-X 声振测试系统进行制动盘模态测试 2006 LMS 首届用户大会论文集

图 2 一般方法得到的模态振型
此外,采用分片测试方法时,传感器组附加质量的变化将使试件不再是时不变系统,分片测量结果之
间的模态偏移(见图 3)也将带来模态识别上的困难。另一方面,实践表明:对该模态识别结果采用质量
修正难以获得较好的结果。

图 3 模态偏移问题
三、精确测试方法:
测试配置:CADA-X 声振测试系统、力锤、加速度传感器、哑传感器。
为解决以上问题,采用力锤激励的模态测试方法,并通过布置哑传感器保持试件的时不变性,再借助
Modal design 中的质量修正功能对模态识别结果进行修正。

图 4 精确方法得到的模态振型

使用 CADA-X 中 Impact Testing Monitor 模块配合力锤,测试并采集数据。分析得到模态频率后,进入
CADA-X 中 Modal design 模块,使用修正(Elementary modifications)功能,对所有测点加上