模态分析的目标是确定系统的模态参数，即系统的各阶固有频率和振型，为结构系统的动力特性分析和优化设计提供依据。每一个自由振动的固有频率都对应一个振型，因为结构件都是连续体，具有无限多的自由度，所以其模态具有无穷阶。但汽车上通常所面对的频率非常有限，所以研究太高频率的模态并无太大意义，即使高频的噪声振动，通常限制在20000HZ 以下。通常观察前几阶模态，容易触发，或者特定某阶的模态。

 

刹车盘（制动盘）模态分析的最主要目的就是解决噪音问题，而噪音问题归根结底是振动，而作为制动噪音，其发生根源是由于摩擦片在制动盘上的切向振动造成的，所以如果制动盘在盘面内的切向扭转振型所对应的频率与摩擦片切向振型所对应的频率接近，很容易诱发加剧摩擦片的振动。所以制动盘的模态分析就是要发现制动盘面内扭转振动所对应的固有频率。

 

准备设备：

振动数据采集仪Spider-80X

PCB模态力锤 086C04

PCB加速度传感器333B30

晶钻模态分析软件EDM-Modal

 

测试现场:

 

测试过程：

模态测试方法选用锤击法。力锤法适用于非线性不是很强的试件，而刹车盘是线性结构非常好的刚性结构，这里选择锤击法是在合适不过的了。激振器法适用于复杂结构与非线性很强的试件，如主机、仪器仪表灯。

 

锤击法有两种测试方法，一种是移动力锤法，即在制动盘上标记好测试点，固定传感器位置，将力锤逐点敲击，通过振动采集仪获取FFT信号。另一种是移动传感器法，即标记好测试点，力锤敲击固定测点，逐个移动传感器位置，通过振动采集仪获取FRF信号。这里我们采用第一种。

 

打开晶钻模态分析软件EDM-Modal，选择锤击法模态测试，通过模态软件几何模型编辑简化制动盘模型，划分为32个测点（尽量多的测点，这样能看出振动效果），如下图。

在#1，#10，#19，#28，#14，#23一共6个点粘贴传感器，力锤从#1-#32分别锤击，通过Spider-80X动态信号分析仪获取RFR信号，每个测点取三次平均值。

 

 

实验采集的FRF数据非常理想，力谱到了12000Hz才衰减，相干也很好，FRFs很清晰。

模态分析上选择Ploy-X（最小二乘复频域法）进行模态分析，计算稳态图。

 

从稳态图中选择极点，数据看上去也非常好，阶次很明显。

进入动画界面，评估模态实验分析效果，可通过MAC图分析。数据成对角线，说明非常好。

查看刹车盘振型模态数据动画，如下图。

 

最后生成报告，模态试验结束。正常情况下，实验要做采集多组数据，选择最好的一组生成报告。

模态试验的好坏，很大部分原因取决于高质量的FRF数据，以及模态软件的算法识别。晶钻仪器模态测试分析软件中英文界面，向导式提示，重分析简操作，做模态试验您值得拥有。