制動(dòng)盤(pán)固有頻率測(cè)量
為了快速準(zhǔn)確的完成對(duì)制動(dòng)盤(pán)固有頻率的檢測(cè),開(kāi)發(fā)了一套在線檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集硬件、數(shù)據(jù)采集及分析軟件模塊、在線檢測(cè)軟件模塊及控制電路構(gòu)成。一種制動(dòng)盤(pán)固有頻率在線檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)使用力錘敲擊制動(dòng)盤(pán)；
2)通過(guò)PULSE采集制動(dòng)盤(pán)的力錘激勵(lì)力信號(hào)和粘貼在制動(dòng)盤(pán)上傳感器的振動(dòng)加速度響應(yīng)信號(hào)，根據(jù)采集得到的信號(hào)得到各響應(yīng)點(diǎn)和激勵(lì)點(diǎn)之間的頻率響應(yīng)函數(shù)；
3)對(duì)頻響函數(shù)進(jìn)行截?cái)嗥娈愔捣纸饨翟耄?br /> 3-1)將測(cè)得的頻響函數(shù)轉(zhuǎn)化為時(shí)域的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)，之后再將降噪后的時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)化至頻域利用LSCF法進(jìn)行參數(shù)識(shí)別；
3-2)將轉(zhuǎn)化后的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)看作一個(gè)含有噪聲干擾的原始信號(hào)h(tk)(k＝1,2,…,Nf)；其中：tk為第k個(gè)時(shí)間點(diǎn)，Nf為頻響函數(shù)的線數(shù)。

很多時(shí)候，人們只關(guān)心固有頻率是多少，而不關(guān)心阻尼與振型這兩個(gè)參數(shù)。這時(shí)因?yàn)楫?dāng)結(jié)構(gòu)受到外界的激勵(lì)時(shí)，人們關(guān)心外界的激勵(lì)頻率離結(jié)構(gòu)固有頻率有多遠(yuǎn)，會(huì)不會(huì)引起結(jié)構(gòu)共振問(wèn)題。將某個(gè)輸入-輸出位置的頻響函數(shù)用模態(tài)參數(shù)表示為在這個(gè)方程中包括極點(diǎn)和振型的信息，極點(diǎn)由固有頻率和阻尼組成。對(duì)于不同的位置，模態(tài)振型值是不一樣的，但是極點(diǎn)卻不隨位置的變化而變化。這表明系統(tǒng)極點(diǎn)是全局特性，它們立于特定的輸入-輸出位置。也就是說(shuō)從一個(gè)輸入-輸出位置就能測(cè)量到系統(tǒng)的所有極點(diǎn)信息。因此，固有頻率測(cè)量時(shí)，理論上講，只需要一個(gè)測(cè)量位置即可測(cè)量出所有模態(tài)對(duì)應(yīng)的固有頻率。

雖然理論上講在一個(gè)位置安裝一個(gè)傳感器就能測(cè)量出結(jié)構(gòu)所有階固有頻率，但是卻有一些現(xiàn)實(shí)方面的影響，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：


1）與測(cè)量位置有關(guān)。我們知道在布置模態(tài)參考點(diǎn)時(shí)，要求避開(kāi)關(guān)心的所有模態(tài)的節(jié)點(diǎn)位置。同樣的道理，固有頻率作為三個(gè)模態(tài)參數(shù)之一，同樣要遵循這樣的要求。


2）與激勵(lì)位置有關(guān)。如果采用測(cè)量FRF的方法進(jìn)行測(cè)量，那么，要求激勵(lì)位置也應(yīng)該避開(kāi)關(guān)心的所有模態(tài)的節(jié)點(diǎn)位置。這是因?yàn)槿绻?lì)位置是某階模態(tài)的節(jié)點(diǎn)位置，那么將激勵(lì)不起來(lái)這階模態(tài)，因而這階模態(tài)將不參與結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，導(dǎo)致這階模態(tài)在FRF曲線中不可見(jiàn)。也就是說(shuō)，對(duì)于固有頻率測(cè)量而言，要求激勵(lì)與響應(yīng)位置同時(shí)避開(kāi)模態(tài)節(jié)點(diǎn)位置。


3）與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)。如果結(jié)構(gòu)是一個(gè)強(qiáng)方向性模態(tài)結(jié)構(gòu)，那么，如果只在一個(gè)方向布置一個(gè)單向傳感器，那么必將丟失其他方向的固有頻率。因此，對(duì)于具有強(qiáng)方向性模態(tài)的結(jié)構(gòu)而言，應(yīng)該在不同的方向布置測(cè)點(diǎn)。


當(dāng)僅在結(jié)構(gòu)一個(gè)位置布置傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于各階模態(tài)的節(jié)點(diǎn)位置都是不相同的，因而，固有頻率測(cè)量會(huì)遭遇與模態(tài)參考點(diǎn)相同的風(fēng)險(xiǎn)：一個(gè)測(cè)量位置會(huì)導(dǎo)致一階或幾階固有頻率不可見(jiàn)，因?yàn)橐粋€(gè)測(cè)量位置不是這階模態(tài)的節(jié)點(diǎn)，就可能是那階模態(tài)的節(jié)點(diǎn)的可能性非常大。因此，強(qiáng)烈建議布置多個(gè)測(cè)量位置，原理與布置多參考點(diǎn)相同。

影響因素
從上面的公式我們可以看出，結(jié)構(gòu)的固有頻率只受剛度分布和質(zhì)量分布的影響，而阻尼對(duì)固有頻率的影響非常有限。而在百度百科中說(shuō)固有頻率受形狀、材質(zhì)的影響，我個(gè)人覺(jué)得是不準(zhǔn)確的。材質(zhì)不同，其材料屬性（密度、楊氏模量和泊松比等）不同，影響的終參數(shù)還是質(zhì)量和剛度,而形狀不同,影響也是這兩個(gè)參數(shù)。
因此，影響固有頻率的只有質(zhì)量和剛度，而其他任何因素，終影響的也是這兩個(gè)因數(shù)。如結(jié)構(gòu)的邊界條件不同，固有頻率必然不同，這是因?yàn)檫吔鐥l件會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的剛度分布。
質(zhì)量增大，結(jié)構(gòu)的固有頻率必然降低；剛度增大，結(jié)構(gòu)的固有頻率必然增大。但是剛度繼續(xù)增大，固有頻率不會(huì)無(wú)限增大，只會(huì)增大一定距離。剛度增加越快，頻率移動(dòng)越慢。這是因?yàn)?，結(jié)構(gòu)的共振峰對(duì)應(yīng)的是固有頻率，剛度增大后，結(jié)構(gòu)的固有頻率會(huì)向上移動(dòng)靠近反共振峰，在《什么是動(dòng)剛度？》是不是說(shuō)明過(guò)，反共振峰對(duì)應(yīng)的剛度是無(wú)限大的。因此，剛度無(wú)限增大，結(jié)構(gòu)的固有頻率向上移動(dòng)不超過(guò)反共振峰對(duì)應(yīng)的頻率，所以剛度增大只能使固有頻率增大一定距離

基頻和主頻
NVH測(cè)試過(guò)程中，經(jīng)常講基頻、主頻，它們跟固有頻率有什么區(qū)別與聯(lián)系呢？
基頻是指結(jié)構(gòu)的階固有頻率。結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，通常不會(huì)是以某一個(gè)頻率振動(dòng)，而是有多個(gè)振動(dòng)頻率，通常在這些振動(dòng)頻率中，能量大的振動(dòng)頻率稱(chēng)為主頻。因此，這個(gè)主頻可能是結(jié)構(gòu)的固有頻率，也可能是強(qiáng)迫響應(yīng)頻率。 如下圖所示的PSD曲線中，存在三個(gè)峰值（假設(shè)都是固有頻率），因而這三個(gè)峰值對(duì)應(yīng)三階固有頻率，其中低階的固有頻率為基頻，峰值大的頻率為主頻。基頻一定是固有頻率，主頻可能不一定是結(jié)構(gòu)的固有頻率，主頻主要看的是能量的大小。因?yàn)槲覀冎溃?dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)的頻率是與外界激勵(lì)頻率相等的，但此時(shí)，這個(gè)激勵(lì)頻率很大程度上不是結(jié)構(gòu)的固有頻率，而它的能量又是大的，此時(shí)，主頻就不是固有頻率。

DFT5004技術(shù)指標(biāo)及特點(diǎn)
3.1 技術(shù)指標(biāo)
1、AD分辯率: 16bit
2、精度: 優(yōu)于0.5％(滿量程)
3、輸入：4丶8丶16通道電壓或IEPE型傳感器（4mA/+24VDC）
4、通道采樣頻率:100KSPS/CH
5、電壓輸入范圍: ±10VP
6、程控增益：1、10、100倍
7、頻率范圍：電壓輸入：DC-30KHz
IEPE輸入：0.3Hz-30KHz
8、供電：DC10∽30V
9、輸入接頭：BNC插座；
10、外型尺寸： 125mm（W）×50mm（H）×178mm (D)；
11、重量：約500G；
12、應(yīng)用軟件：DFT6000；