脈沖激振法（IET）作為一種行之有效的剎車片性能檢測(cè)方法，正在日益用來(lái)檢測(cè)剎車片摩擦材料中的裂縫。
今天的交通工具可能和他們的前輩沒有什么相似之處，但有一個(gè)因素基本上沒有改變：盤式剎車片仍然是最常用的汽車系統(tǒng)制動(dòng)方式。剎車片生產(chǎn)是一個(gè)大的產(chǎn)業(yè)，由大競(jìng)爭(zhēng)推動(dòng)了新型摩擦材料的材料的發(fā)展。而這些新型材料的屬性需要詳細(xì)檢測(cè)，這正式脈沖激勵(lì)技術(shù)大展手腳的領(lǐng)域。
激勵(lì)脈沖后的諧振頻率分析是公認(rèn)的剎車片質(zhì)量保證工具。它甚至有自己的標(biāo)準(zhǔn)：SAE J2598。推動(dòng)更加環(huán)保和生物友好剎車片材料發(fā)展的動(dòng)力必然引入新的摩擦材料。然而其中一些材料可能更容易在生產(chǎn)過(guò)程中或使用中產(chǎn)生裂紋，因此需要一種簡(jiǎn)單的方法識(shí)別剎車片中的裂紋。
裂紋在摩擦材料中存在的指紋信息
當(dāng)材料中存在裂紋時(shí)，會(huì)起到吸收吸收高頻振動(dòng)的作用的。因此，當(dāng)剎車片摩擦材料中存在裂紋時(shí)，其高階共振的振動(dòng)與好的剎車片相比會(huì)顯得波峰較小或被完全被吸收掉。即便存在一定的波峰，也會(huì)顯示出的較高的阻尼。下圖所示的GrindoSonic®MK7彈性模量無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，旨在利用上述兩個(gè)信息優(yōu)化裂紋檢測(cè)靈敏度。
圖1. 剎車片測(cè)試布置圖
裂紋測(cè)試實(shí)例
總共測(cè)試了35個(gè)剎車片：其中28個(gè)未損壞，7個(gè)經(jīng)過(guò)熱處理在摩擦材料中產(chǎn)生裂紋。如圖1所示的設(shè)置用于測(cè)量剎車片對(duì)于脈沖激勵(lì)的頻率響應(yīng)。其中，探測(cè)探針用于測(cè)量共振引起的微小位移，而一個(gè)小鋼球頭錘被用來(lái)激勵(lì)。所示探頭/激發(fā)配置符合SAE J2598測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。
MK7收集了從20Hz到150KHz的數(shù)據(jù)來(lái)捕捉全頻率響應(yīng)。它還配置了有效的濾波器，濾除短周期共振頻率，以強(qiáng)掉可以區(qū)分好的和有裂紋剎車片的高頻頻率。作為數(shù)據(jù)收集的一個(gè)例子，圖2顯示了低于6KHz的振幅非常相似，但在較高的6~13KHz頻率，顯示兩者存在明顯的區(qū)別，此信息即可區(qū)分好剎車片和壞剎車片。
圖2. 不同剎車片頻譜圖
通過(guò)定義基于6-13 kHz范圍內(nèi)譜線的性能度量，每個(gè)剎車片的是否有裂紋都可以得到量化。圖3中按剎車片大小排序的性能指標(biāo)散點(diǎn)圖可以明顯區(qū)分好剎車片和壞剎車片。
圖3. 基于GrindoSonic頻率測(cè)試結(jié)果的散點(diǎn)圖
通過(guò)證明脈沖激勵(lì)后的共振頻率分析可用于檢測(cè)剎車片摩擦材料是否有裂紋，開啟了這項(xiàng)技術(shù)的新用途。低噪音和高精度的手動(dòng)或自動(dòng)譜線測(cè)量系統(tǒng)可以準(zhǔn)確區(qū)分存在裂紋的剎車片 。
GrindoSonic MS半自動(dòng)系統(tǒng)特別適合剎車片行業(yè)的大批量快速測(cè)試，只需要人工將樣品放置在固定位置上，該系統(tǒng)即可自動(dòng)完成樣品激勵(lì)和數(shù)據(jù)讀取，并將數(shù)據(jù)記錄在系統(tǒng)內(nèi)。同時(shí)該系統(tǒng)還可以對(duì)被測(cè)產(chǎn)品做出合格或不合格的判斷，是小規(guī)模汽車剎車片企業(yè)質(zhì)量控制的首選設(shè)備。
圖4. MS系統(tǒng)測(cè)試剎車片實(shí)況
