【科技前沿】激光测振技术：揭秘轿车车身模态分析的利器

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。01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。02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。03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。04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