减振阻尼材料设计方法研究
发布时间：2021-06-07 05:48
减振阻尼材料可以改变结构的阻尼特性从而降低振动响应和声辐射水平,因而被广泛应用于飞机结构的减振降噪。本文针对减振阻尼材料的设计和应用开展了一系列试验研究,首先通过材料改性得到了不同主基料下材料的配方对阻尼性能的影响;其次配制了三种不同的约束阻尼结构,通过DMA测试对比了三种约束阻尼结构的最佳使用温度和频率范围;最后对约束阻尼结构的减振效果和粘贴布局应用进行了试验,试验结果表明,约束阻尼结构具有良好的减振效果。通过研究掌握了减振阻尼材料在材料改性、约束阻尼结构设计、粘贴布局应用等方面的一些设计方法,可为后续的进一步研究提供技术支持和参考。
【文章来源】：应用力学学报. 2020,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同阻尼改性下材料在100Hz频率阻尼性能Fig.2Dampingpropertyofmaterialunderdifferentdampingmodificationatfrequencyis100Hz
图2不同阻尼改性下材料在100Hz频率阻尼性能Fig.2Dampingpropertyofmaterialunderdifferentdampingmodificationatfrequencyis100Hz最后，通过正交试验法研究了以溴化丁基橡胶为主基料时具有较好阻尼性能的材料配方。研究了极性小分子AO-80在不同添加比例下对溴化丁基橡胶材料阻尼性能的影响。通过DMA试验得出AO-80在不同添加比例下溴化丁基材料的阻尼性能曲线，如图3所示。从图中可以看出，通过添加AO-80极性小分子可以实现双阻尼峰设计，从而极大地扩宽了阻尼材料的使用温域范围。图3AO-80在不同添加比例下对溴化丁基材料阻尼性能的影响Fig.3EffectofAO-80ondampingpropertyofbromobutylmaterialatdifferentadditionratio3阻尼材料的温频等效效应对于减振阻尼材料来说，不论何种材料、何种配方都存在温频等效效应。由图4阻尼材料在不同频率下的阻尼性能试验曲线可以看出，频率在5Hz~200Hz时，材料阻尼峰呈现“变胖”趋势，同时，阻尼峰向高温区域移动。由图5材料在不同温度下的阻尼性能曲线可以看出，温度从30℃降低至-30℃时，材料阻尼峰向低频方向移动。这说明材料在高频下使用相当于材料在低温下使用，即材料的高频低温效应。可以理解为：在低温条件下，材料分子活性降低，分子链的运动跟不上变形速度，运动滞后，模量和阻尼变大；在高频条件下，振动频率太快，分子链的运动跟不上变形速度，模量和阻尼也会增大[8]。图4阻尼材料在不同频率下的阻尼性能Fig.4Dampingpropertyofdampingmaterialatdifferentfrequency
80在不同添加比例下对溴化丁基橡胶材料阻尼性能的影响。通过DMA试验得出AO-80在不同添加比例下溴化丁基材料的阻尼性能曲线，如图3所示。从图中可以看出，通过添加AO-80极性小分子可以实现双阻尼峰设计，从而极大地扩宽了阻尼材料的使用温域范围。图3AO-80在不同添加比例下对溴化丁基材料阻尼性能的影响Fig.3EffectofAO-80ondampingpropertyofbromobutylmaterialatdifferentadditionratio3阻尼材料的温频等效效应对于减振阻尼材料来说，不论何种材料、何种配方都存在温频等效效应。由图4阻尼材料在不同频率下的阻尼性能试验曲线可以看出，频率在5Hz~200Hz时，材料阻尼峰呈现“变胖”趋势，同时，阻尼峰向高温区域移动。由图5材料在不同温度下的阻尼性能曲线可以看出，温度从30℃降低至-30℃时，材料阻尼峰向低频方向移动。这说明材料在高频下使用相当于材料在低温下使用，即材料的高频低温效应。可以理解为：在低温条件下，材料分子活性降低，分子链的运动跟不上变形速度，运动滞后，模量和阻尼变大；在高频条件下，振动频率太快，分子链的运动跟不上变形速度，模量和阻尼也会增大[8]。图4阻尼材料在不同频率下的阻尼性能Fig.4Dampingpropertyofdampingmaterialatdifferentfrequency
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型橡胶隔振器参数辨识及动力学特性研究[J]. 王丹,张亚红,白长青,董光旭. 应用力学学报. 2017(03)
[2]附加自由阻尼板阻尼材料降噪拓扑优化[J]. 徐伟,张志飞,庾鲁思,徐中明. 振动与冲击. 2017(11)
[3]约束阻尼板增材式拓扑渐进法减振动力学优化[J]. 贺红林,陶结. 机械科学与技术. 2017(06)
[4]识别粘弹性材料力学参数的自由阻尼试件设计方法研究[J]. 王超,吕振华,钟剑锋. 应用力学学报. 2016(04)
[5]高性能氯化丁基橡胶复合阻尼材料的制备技术及力学阻尼性能研究[J]. 丁国芳,樊华,石耀刚,王晓英,罗世凯. 材料导报. 2015(08)
[6]约束阻尼结构约束材料优化选择研究[J]. 万浩川,郑玲,李以农. 四川理工学院学报(自然科学版). 2014(06)
[7]影响约束阻尼结构阻尼性能的因素[J]. 吕平,高金岗,李晶,伯忠维. 噪声与振动控制. 2014(05)
[8]新型高阻尼宽温域氯化丁基橡胶复合材料制备及性能研究[J]. 丁国芳,曹君,石耀刚,罗世凯. 振动与冲击. 2013(05)
[9]颗粒阻尼在航天器减振中的应用与前景[J]. 申智春. 应用力学学报. 2011(06)
[10]粘滞和粘弹性阻尼器减震结构的等效阻尼[J]. 李创第,葛新广,陆运军. 应用力学学报. 2011(04)
硕士论文
[1]粘弹阻尼材料表征及约束阻尼结构的阻尼性能研究[D]. 丁国雷.青岛理工大学 2012
[2]粘弹阻尼减振降噪材料的阻尼性能及约束阻尼结构研究[D]. 马学强.青岛理工大学 2010
本文编号：3215996
【文章来源】：应用力学学报. 2020,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同阻尼改性下材料在100Hz频率阻尼性能Fig.2Dampingpropertyofmaterialunderdifferentdampingmodificationatfrequencyis100Hz
图2不同阻尼改性下材料在100Hz频率阻尼性能Fig.2Dampingpropertyofmaterialunderdifferentdampingmodificationatfrequencyis100Hz最后，通过正交试验法研究了以溴化丁基橡胶为主基料时具有较好阻尼性能的材料配方。研究了极性小分子AO-80在不同添加比例下对溴化丁基橡胶材料阻尼性能的影响。通过DMA试验得出AO-80在不同添加比例下溴化丁基材料的阻尼性能曲线，如图3所示。从图中可以看出，通过添加AO-80极性小分子可以实现双阻尼峰设计，从而极大地扩宽了阻尼材料的使用温域范围。图3AO-80在不同添加比例下对溴化丁基材料阻尼性能的影响Fig.3EffectofAO-80ondampingpropertyofbromobutylmaterialatdifferentadditionratio3阻尼材料的温频等效效应对于减振阻尼材料来说，不论何种材料、何种配方都存在温频等效效应。由图4阻尼材料在不同频率下的阻尼性能试验曲线可以看出，频率在5Hz~200Hz时，材料阻尼峰呈现“变胖”趋势，同时，阻尼峰向高温区域移动。由图5材料在不同温度下的阻尼性能曲线可以看出，温度从30℃降低至-30℃时，材料阻尼峰向低频方向移动。这说明材料在高频下使用相当于材料在低温下使用，即材料的高频低温效应。可以理解为：在低温条件下，材料分子活性降低，分子链的运动跟不上变形速度，运动滞后，模量和阻尼变大；在高频条件下，振动频率太快，分子链的运动跟不上变形速度，模量和阻尼也会增大[8]。图4阻尼材料在不同频率下的阻尼性能Fig.4Dampingpropertyofdampingmaterialatdifferentfrequency
80在不同添加比例下对溴化丁基橡胶材料阻尼性能的影响。通过DMA试验得出AO-80在不同添加比例下溴化丁基材料的阻尼性能曲线，如图3所示。从图中可以看出，通过添加AO-80极性小分子可以实现双阻尼峰设计，从而极大地扩宽了阻尼材料的使用温域范围。图3AO-80在不同添加比例下对溴化丁基材料阻尼性能的影响Fig.3EffectofAO-80ondampingpropertyofbromobutylmaterialatdifferentadditionratio3阻尼材料的温频等效效应对于减振阻尼材料来说，不论何种材料、何种配方都存在温频等效效应。由图4阻尼材料在不同频率下的阻尼性能试验曲线可以看出，频率在5Hz~200Hz时，材料阻尼峰呈现“变胖”趋势，同时，阻尼峰向高温区域移动。由图5材料在不同温度下的阻尼性能曲线可以看出，温度从30℃降低至-30℃时，材料阻尼峰向低频方向移动。这说明材料在高频下使用相当于材料在低温下使用，即材料的高频低温效应。可以理解为：在低温条件下，材料分子活性降低，分子链的运动跟不上变形速度，运动滞后，模量和阻尼变大；在高频条件下，振动频率太快，分子链的运动跟不上变形速度，模量和阻尼也会增大[8]。图4阻尼材料在不同频率下的阻尼性能Fig.4Dampingpropertyofdampingmaterialatdifferentfrequency
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型橡胶隔振器参数辨识及动力学特性研究[J]. 王丹,张亚红,白长青,董光旭. 应用力学学报. 2017(03)
[2]附加自由阻尼板阻尼材料降噪拓扑优化[J]. 徐伟,张志飞,庾鲁思,徐中明. 振动与冲击. 2017(11)
[3]约束阻尼板增材式拓扑渐进法减振动力学优化[J]. 贺红林,陶结. 机械科学与技术. 2017(06)
[4]识别粘弹性材料力学参数的自由阻尼试件设计方法研究[J]. 王超,吕振华,钟剑锋. 应用力学学报. 2016(04)
[5]高性能氯化丁基橡胶复合阻尼材料的制备技术及力学阻尼性能研究[J]. 丁国芳,樊华,石耀刚,王晓英,罗世凯. 材料导报. 2015(08)
[6]约束阻尼结构约束材料优化选择研究[J]. 万浩川,郑玲,李以农. 四川理工学院学报(自然科学版). 2014(06)
[7]影响约束阻尼结构阻尼性能的因素[J]. 吕平,高金岗,李晶,伯忠维. 噪声与振动控制. 2014(05)
[8]新型高阻尼宽温域氯化丁基橡胶复合材料制备及性能研究[J]. 丁国芳,曹君,石耀刚,罗世凯. 振动与冲击. 2013(05)
[9]颗粒阻尼在航天器减振中的应用与前景[J]. 申智春. 应用力学学报. 2011(06)
[10]粘滞和粘弹性阻尼器减震结构的等效阻尼[J]. 李创第,葛新广,陆运军. 应用力学学报. 2011(04)
硕士论文
[1]粘弹阻尼材料表征及约束阻尼结构的阻尼性能研究[D]. 丁国雷.青岛理工大学 2012
[2]粘弹阻尼减振降噪材料的阻尼性能及约束阻尼结构研究[D]. 马学强.青岛理工大学 2010
本文编号：3215996
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