激光测振仪揭秘：盘式制动器刹车片钢背结构如何影响制动噪声？

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随着汽车的普及，制动噪声问题逐渐成为汽车制造业的关注热点。特别是在乘用车广泛采用前后盘式制动器制动系统的背景下，制动噪声问题更加突出。今天，我们将带您深入了解一项关于盘式制动器刹车片钢背结构与制动噪声之间关系的研究，这项研究借助了高科技工具——激光测振仪，为我们揭示了制动噪声背后的秘密。

研究方法

1. 刹车片模型建立与分析

实体模型绘制：研究团队首先在Catia中绘制了刹车片的实体模型，并将其导入ANSYS中进行几何处理。
材料属性设定：刹车片主要由钢背、底料和摩擦材料三部分组成。研究团队根据各部分材料的特性，在ANSYS Workbench模块中进行了材料属性的设定。
模态分析：对刹车片实体进行了模态分析，从仿真结果中选取了发生弯曲及扭转较为典型、且固有频率在10000Hz以内的5个模态振型。

图1 刹车片实体模型

图2 刹车片组成

图3 仿真分析结果

2. 实验验证

激光测振仪实验：利用激光测振仪的光学干涉原理，测量刹车片在自由振动过程中的微小形变，直观再现振动过程。

冲击锤实验：通过在刹车片一点处敲击，测得设定点处的振动，并通过分析仪进行频率响应函数计算，得出刹车片实体的固有频率。
噪声台架测试：在噪声惯性测试台上进行制动噪声测试，模拟车辆在路面行驶过程中的噪声环境。

图4 激光测振仪振型实验结果

图5 噪声台架测试结果

3. 钢背结构改变研究

设计不同开槽方式：为了改变刹车片的固有频率，研究团队设计了5种不同开槽方式的钢背结构，包括横槽和竖槽的不同数量和尺寸。
有限元模态分析：对每种开槽方式的刹车片进行了有限元模态分析，比较了不同结构对刹车片固有频率及振型的影响。
实验验证：选取了两种改动后的刹车片钢背制作样本，分别进行了锤击实验和噪声实验，以验证改动效果。

图6 改进后刹车片实体

研究结果显示，刹车片钢背结构的改变会较大地影响制动器噪声的产生。通过改变和优化刹车片钢背结构，增加和降低关键频率，可有效减小制动尖叫的发生。具体来说，研究团队设计了不同结构形状的钢背刹车片来改变刹车片固有频率，并利用ANSYS进行模态分析。他们发现，新设计的钢背刹车片在实验中表现出了更低的制动噪声水平。

激光测振仪的作用

1. 测量微小形变：激光测振仪利用光学干涉原理，能够精确测量实验物体在受到外力作用或自身振动时产生的微小形变。在本实验中，它用于测量刹车片在制动过程中的振动情况。

2. 提供直观振动数据：通过激光测振仪，研究人员可以直观地观察到刹车片在自由振动过程中的振动形态和频率，从而为后续的分析提供关键数据。

3. 验证仿真结果：实验中的激光测振仪数据与有限元仿真分析结果进行交叉对比，可以验证仿真模型的准确性和可靠性，确保研究结论的科学性。

总结

制动噪声虽小，却关乎驾驶体验大局。通过借助激光测振仪等高科技工具进行深入研究，我们得以揭开制动噪声背后的秘密，为汽车制造业的持续发展贡献力量。期待未来能有更多这样创新的制动噪声解决方案问世，为汽车用户带来更加安静、舒适的驾驶体验。

推荐配置：
SMART Scan+振动测量仪

参考文献：

1. 潘公宇, 姜中望, 王宪锰, 李东, 孙磊. 盘式制动器刹车片钢背结构对制动噪声影响研究[J]. 江西师范大学学报（自然科学版）, 2016(2): 168-173.

来源：懿朵科技

激光测振仪在汽车零部件模态分析中的应用

当汽车成为了生活中不可或缺的伙伴，我们对它的要求也越来越高，不仅速度要快，还要更安静、更舒适。但你有没有想过，是什么让汽车在行驶中既稳定又安静呢？答案就藏在今天我们要介绍的神奇工具——激光测振仪（LDV）中...... 在汽车行业，NVH（噪声、振动和粗糙度）性能是衡量汽车舒适性的重要指标。激光测振仪在汽车零部件模态分析中的应用，为我们提供了一个研究NVH性能的新视角。激光测振仪以其非接触式的测量方法，能够精确地对各种物体的振动位移、速度、加速度及频率进行测量。相较于传统的接触式测量方法，LDV具有响应频带宽、分辨率高、测量时间短以及可实现远距离测量等显著优势。01研究方法与过程 1. 非接触式振动测量：采用激光多普勒测振仪对汽车车门进行敲击试验，实现非接触式振动测量。2. 数据采集与模态分析：通过对车门进行敲击试验数据采集，结合激光测振技术，获取车门的前6阶模态参数。3. 网格建模与振型分析：进行车门网格建模及约束布置，根据计算的频响函数，得到车门的前6阶模态振型。 02激光测振仪在汽车零部件模态分析中的优势非接触式测量：激光测振仪采用非接触式测量方法，这意味着在测量过程中不会对被测物体施加任何物理接触，从而避免了对测量结果的干扰，尤其是在对敏感或精密的汽车零部件进行模态分析时，这一点尤为重要。响应频带宽：激光测振仪具有响应频带宽的优势，optomet激光测振仪分析带宽可达50MHz，这使得它能够覆盖更广泛的频率范围，捕捉到更多的振动信息，这对于分析汽车零部件在不同频率下的动态特性至关重要。高分辨率：高分辨率使得激光测振仪能够精确测量微小的速度、位移和加速度变化，这对于识别和分析汽车零部件的高频振动模式非常有用。测量时间短：激光测振仪能够在较短的时间内完成测量，optomet扫描式激光测振仪可在几分钟内完成上千测点的振动数据采集，这提高了测试效率，尤其是在需要快速采集大量数据的场合，如汽车生产线上的快速检测。远距离测量能力：激光测振仪可以实现远距离测量，这对于难以接近的部件或者在高温、高压等危险环境下工作时尤为重要，确保了操作的安全性。03结论激光测振仪在汽车零部件模态分析中的应用，不仅提高了测试的精度和效率，还为汽车NVH性能的提升提供了强有力的技术支持。随着技术的不断进步，激光测振仪的应用前景将更加广阔，它将在更多行业中发挥重要作用。04推荐配置：SMART Scan+振动测量仪参考文献： 1.韩晓峰. 几种汽车NVH试验方法研究[D]. 合肥：合肥工业大学，2008. 2.雷正保，易晓剑. 电动汽车碰撞安全性与NVH多目标拓扑优化[J]. 中国公路学报，2016, 29(5): 144-150. 3.何智成，尹瑞林，郝耀东. 基于传递路径分析的动力传动系统NVH性能匹配研究[J]. 汽车工程，2017, 39(3): 343-350. 来源：懿朵科技