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)制動方式。剎車片生產(chǎn)是一個大的產(chǎn)業(yè)，由大競爭推動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檢測，這正式脈沖激勵技術(shù)大展手腳的領(lǐng)域。
激勵脈沖后的諧振頻率分析是公認的剎車片質(zhì)量保證工具。它甚至有自己的標準：SAE J2598。推動更加環(huán)保和生物友好剎車片材料發(fā)展的動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)過程中或使用中產(chǎn)生裂紋，因此需要一種簡單的方法識別剎車片中的裂紋。
裂紋在摩擦材料中存在的指紋信息
當材料中存在裂紋時，會起到吸收吸收高頻振動的作用的。因此，當剎車片摩擦材料中存在裂紋時，其高階共振的振動與好的剎車片相比會顯得波峰較小或被完全被吸收掉。即便存在一定的波峰，也會顯示出的較高的阻尼。下圖所示的GrindoSonic®MK7彈性模量無損檢測系統(tǒng)，如圖1所示，旨在利用上述兩個信息優(yōu)化裂紋檢測靈敏度。
圖1. 剎車片測試布置圖
裂紋測試實例
總共測試了35個剎車片：其中28個未損壞，7個經(jīng)過熱處理在摩擦材料中產(chǎn)生裂紋。如圖1所示的設置用于測量剎車片對于脈沖激勵的頻率響應。其中，探測探針用于測量共振引起的微小位移，而一個小鋼球頭錘被用來激勵。所示探頭/激發(fā)配置符合SAE J2598測量標準。
MK7收集了從20Hz到150KHz的數(shù)據(jù)來捕捉全頻率響應。它還配置了有效的濾波器，濾除短周期共振頻率，以強掉可以區(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
通過定義基于6-13 kHz范圍內(nèi)譜線的性能度量，每個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散點圖可以明顯區(qū)分好剎車片和壞剎車片。
圖3. 基于GrindoSonic頻率測試結(jié)果的散點圖
通過證明脈沖激勵后的共振頻率分析可用于檢測剎車片摩擦材料是否有裂紋，開啟了這項技術(shù)的新用途。低噪音和高精度的手動或自動譜線測量系統(tǒng)可以準確區(qū)分存在裂紋的剎車片 。
GrindoSonic MS半自動系統(tǒng)特別適合剎車片行業(yè)的大批量快速測試，只需要人工將樣品放置在固定位置上，該系統(tǒng)即可自動完成樣品激勵和數(shù)據(jù)讀取，并將數(shù)據(jù)記錄在系統(tǒng)內(nèi)。同時該系統(tǒng)還可以對被測產(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)量控制的首選設備。
圖4. MS系統(tǒng)測試剎車片實況
