減振阻尼材料可以改變結(jié)構(gòu)的阻尼特性從而降低振動響應(yīng)和聲輻射水平,因而被廣泛應(yīng)用于飛機結(jié)構(gòu)的減振降噪。本文針對減振阻尼材料的設(shè)計和應(yīng)用開展了一系列試驗研究,首先通過材料改性得到了不同主基料下材料的配方對阻尼性能的影響;其次配制了三種不同的約束阻尼結(jié)構(gòu),通過DMA測試對比了三種約束阻尼結(jié)構(gòu)的最佳使用溫度和頻率范圍;最后對約束阻尼結(jié)構(gòu)的減振效果和粘貼布局應(yīng)用進行了試驗,試驗結(jié)果表明,約束阻尼結(jié)構(gòu)具有良好的減振效果。通過研究掌握了減振阻尼材料在材料改性、約束阻尼結(jié)構(gòu)設(shè)計、粘貼布局應(yīng)用等方面的一些設(shè)計方法,可為后續(xù)的進一步研究提供技術(shù)支持和參考。 

【文章來源】：應(yīng)用力學學報. 2020,37(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

不同阻尼改性下材料在100Hz頻率阻尼性能Fig.2Dampingpropertyofmaterialunderdifferentdampingmodificationatfrequencyis100Hz

圖2不同阻尼改性下材料在100Hz頻率阻尼性能Fig.2Dampingpropertyofmaterialunderdifferentdampingmodificationatfrequencyis100Hz最后，通過正交試驗法研究了以溴化丁基橡膠為主基料時具有較好阻尼性能的材料配方。研究了極性小分子AO-80在不同添加比例下對溴化丁基橡膠材料阻尼性能的影響。通過DMA試驗得出AO-80在不同添加比例下溴化丁基材料的阻尼性能曲線，如圖3所示。從圖中可以看出，通過添加AO-80極性小分子可以實現(xiàn)雙阻尼峰設(shè)計，從而極大地擴寬了阻尼材料的使用溫域范圍。圖3AO-80在不同添加比例下對溴化丁基材料阻尼性能的影響Fig.3EffectofAO-80ondampingpropertyofbromobutylmaterialatdifferentadditionratio3阻尼材料的溫頻等效效應(yīng)對于減振阻尼材料來說，不論何種材料、何種配方都存在溫頻等效效應(yīng)。由圖4阻尼材料在不同頻率下的阻尼性能試驗曲線可以看出，頻率在5Hz~200Hz時，材料阻尼峰呈現(xiàn)“變胖”趨勢，同時，阻尼峰向高溫區(qū)域移動。由圖5材料在不同溫度下的阻尼性能曲線可以看出，溫度從30℃降低至-30℃時，材料阻尼峰向低頻方向移動。這說明材料在高頻下使用相當于材料在低溫下使用，即材料的高頻低溫效應(yīng)�？梢岳斫鉃椋涸诘蜏貤l件下，材料分子活性降低，分子鏈的運動跟不上變形速度，運動滯后，模量和阻尼變大；在高頻條件下，振動頻率太快，分子鏈的運動跟不上變形速度，模量和阻尼也會增大[8]。圖4阻尼材料在不同頻率下的阻尼性能Fig.4Dampingpropertyofdampingmaterialatdifferentfrequency

80在不同添加比例下對溴化丁基橡膠材料阻尼性能的影響。通過DMA試驗得出AO-80在不同添加比例下溴化丁基材料的阻尼性能曲線，如圖3所示。從圖中可以看出，通過添加AO-80極性小分子可以實現(xiàn)雙阻尼峰設(shè)計，從而極大地擴寬了阻尼材料的使用溫域范圍。圖3AO-80在不同添加比例下對溴化丁基材料阻尼性能的影響Fig.3EffectofAO-80ondampingpropertyofbromobutylmaterialatdifferentadditionratio3阻尼材料的溫頻等效效應(yīng)對于減振阻尼材料來說，不論何種材料、何種配方都存在溫頻等效效應(yīng)。由圖4阻尼材料在不同頻率下的阻尼性能試驗曲線可以看出，頻率在5Hz~200Hz時，材料阻尼峰呈現(xiàn)“變胖”趨勢，同時，阻尼峰向高溫區(qū)域移動。由圖5材料在不同溫度下的阻尼性能曲線可以看出，溫度從30℃降低至-30℃時，材料阻尼峰向低頻方向移動。這說明材料在高頻下使用相當于材料在低溫下使用，即材料的高頻低溫效應(yīng)�？梢岳斫鉃椋涸诘蜏貤l件下，材料分子活性降低，分子鏈的運動跟不上變形速度，運動滯后，模量和阻尼變大；在高頻條件下，振動頻率太快，分子鏈的運動跟不上變形速度，模量和阻尼也會增大[8]。圖4阻尼材料在不同頻率下的阻尼性能Fig.4Dampingpropertyofdampingmaterialatdifferentfrequency

【參考文獻】：
期刊論文
[1]新型橡膠隔振器參數(shù)辨識及動力學特性研究[J]. 王丹,張亞紅,白長青,董光旭.  應(yīng)用力學學報. 2017(03)
[2]附加自由阻尼板阻尼材料降噪拓撲優(yōu)化[J]. 徐偉,張志飛,庾魯思,徐中明.  振動與沖擊. 2017(11)
[3]約束阻尼板增材式拓撲漸進法減振動力學優(yōu)化[J]. 賀紅林,陶結(jié).  機械科學與技術(shù). 2017(06)
[4]識別粘彈性材料力學參數(shù)的自由阻尼試件設(shè)計方法研究[J]. 王超,呂振華,鐘劍鋒.  應(yīng)用力學學報. 2016(04)
[5]高性能氯化丁基橡膠復合阻尼材料的制備技術(shù)及力學阻尼性能研究[J]. 丁國芳,樊華,石耀剛,王曉英,羅世凱.  材料導報. 2015(08)
[6]約束阻尼結(jié)構(gòu)約束材料優(yōu)化選擇研究[J]. 萬浩川,鄭玲,李以農(nóng).  四川理工學院學報(自然科學版). 2014(06)
[7]影響約束阻尼結(jié)構(gòu)阻尼性能的因素[J]. 呂平,高金崗,李晶,伯忠維.  噪聲與振動控制. 2014(05)
[8]新型高阻尼寬溫域氯化丁基橡膠復合材料制備及性能研究[J]. 丁國芳,曹君,石耀剛,羅世凱.  振動與沖擊. 2013(05)
[9]顆粒阻尼在航天器減振中的應(yīng)用與前景[J]. 申智春.  應(yīng)用力學學報. 2011(06)
[10]粘滯和粘彈性阻尼器減震結(jié)構(gòu)的等效阻尼[J]. 李創(chuàng)第,葛新廣,陸運軍.  應(yīng)用力學學報. 2011(04)

碩士論文
[1]粘彈阻尼材料表征及約束阻尼結(jié)構(gòu)的阻尼性能研究[D]. 丁國雷.青島理工大學 2012
[2]粘彈阻尼減振降噪材料的阻尼性能及約束阻尼結(jié)構(gòu)研究[D]. 馬學強.青島理工大學 2010



本文編號：3215996