【摘要】：粘弹阻尼材料及其约束阻尼结构在服役过程中不可避免的会受到各种老化条件的影响进而降低减振效果,严重影响工程质量。因此希望通过进行老化实验研究其老化规律,采用合适的方法减少材料及结构整体阻尼性能下降幅度,更好的发挥阻尼性能。本文采用Qtech T501-I型粘弹阻尼材料及其约束阻尼结构为研究对象,通过高低温循环、冻融循环、饱和Ca(OH)_2溶液浸泡和盐雾环境四种老化条件处理该材料以及其约束阻尼结构,对该粘弹阻尼材料老化前后的力学性能和微观变化进行了研究;通过使用在涂层与砂浆基材界面处贴应变片的方法对结构界面的微观变化进行了实验,研究了环境温度、弯曲荷载-饱和Ca(OH)_2溶液耦合作用和弯曲荷载-盐雾环境耦合作用对涂层砂浆试块界面的应力应变、光泽度、附着力和强度的影响;四种老化条件作用前后约束阻尼结构的阻尼性能变化规律表明由该材料制作成的约束阻尼结构经过老化后其阻尼性能略有下降,但是仍能保证良好的阻尼效果。通过以上研究得出的具体研究结果如下:1.老化前后力学性能实验以及对老化前后试样进行FTIR分析表明,Qtech T501-I的拉伸强度为1.31MPa,断裂伸长率为939.99%,撕裂强度为5.58N/mm,邵A硬度平均值为18,其平均凝胶时间为约258s,平均表干时间约为56min,固含量达到92.29%,经过低温弯折实验处理后其表面无裂纹。在上述四种老化条件下老化120d后的研究结果表明,试样力学性能均有不同程度的下降,其中以饱和Ca(OH)_2溶液浸泡后的试样力学性能下降幅度最大,其拉伸强度下降了47.33%,盐雾环境老化效果次之,其拉伸强度下降45.04%,而高低温循环老化以及冻融循环老化对材料力学性能的影响较小。通过对试样进行FTIR分析得到的图谱表明老化前后个别代表某些基团的峰值以及振动幅度有所降低,表明该材料在经过老化后其分子间的化学键以及结构受到一定程度的破坏,但是仍能保持其基本性能不变,说明其仍能保留良好的阻尼性能。2.涂层与基材界面静态应力应变、弯曲荷载-饱和Ca(OH)_2溶液耦合和弯曲荷载-盐雾腐蚀耦合的实验结果表明,常温状态下界面应变无明显变化,其处于平稳状态。将涂层砂浆试块放置在60℃的环境中8小时后发现其应变变化趋势逐渐上升至最大值达到45左右并趋于平稳。在-30℃的环境中放置8小时后测试应变值发现其逐渐下降到-60左右,表明低温对材料的性能和其与基材的粘结力影响较大,与宏观低温下材料的附着力降低相符。砂浆试块的光泽度、抗折强度和涂层附着力实验结果表明,涂层对砂浆试块具有一定的保护作用,而弯曲荷载-饱和Ca(OH)_2溶液耦合作用对砂浆试块的影响最大,老化后的试块的光泽度下降54.78%,抗折强度下降了13.75,涂层附着力下降22.01%,弯曲荷载-盐雾耦合对试块的影响要略次之。在弯曲荷载-饱和Ca(OH)_2溶液耦合、弯曲荷载-盐雾耦合作用下界面处的应变值均表现出一定的波动,总体呈现出先下降后略有上升的趋势,但材料仍能与基材保持良好的粘结力,保证其发挥阻尼作用。3.对约束阻尼结构进行老化前后阻尼性能实验,结果表明该实验约束阻尼结构的初始复合损耗因子分别为0.2125、0.2164、0.2143和0.2215,经过四种老化条件老化90d后其损耗因子分别减少3.81%、4.07%、4.48%和4.02%,说明老化后结构的阻尼性能均有不同程度的下降,其中饱和Ca(OH)_2溶液环境对结构的阻尼性能影响最大,因此实际使用过程中需要特别注意碱性环境对结构阻尼性能的影响。该实验约束阻尼结构的初始振动加速度总级值分别为134.43dB、133.25dB、132.56dB和133.85dB,经过四种老化条件老化90d后的振动加速度总级值分别增加了1.82%、2.33%、3.24%和2.87%,得出饱和Ca(OH)_2溶液环境对结构的阻尼性能影响最大。通过观察0-1000Hz范围内其振动加速度级值变化规律得出结构在老化后其振动加速度级值均有增加,表明其阻尼性能略有下降,但是在0-200Hz范围的变化不大,表明该结构经过老化后阻尼效果虽有降低,但仍能保持较好的阻尼效果。
【图文】：
青 岛 理 工 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文良好的阻尼性，因此可以利用高分子化合物从玻璃态转变特性提高结构整体的阻尼性能[1]。目前针对粘弹阻尼材料的阻尼材料的研发以及对各种阻尼结构及其阻尼效果的研究料减振机理尼材料由于其高分子聚合物的分子结构的特性，其具有粘[2]。材料的阻尼性能是由分子结构决定的其本身固有的性能周期性应力后，材料在拉伸-收缩的循环过程中大分子链之量，单位材料消耗的能量就是回线的面积（如图 1-1 所示）耗的能量越多，表明材料的阻尼性能越好[3]。
青 岛 理 工 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文1.2.2.1 自由阻尼结构将粘弹阻尼材料附着在需要减振位置的基材或者机器零构件上，当基材材料由于振动等因素产生形变时，阻尼层随着基材一同形变，对材料产生拉伸-收缩的循环变化，，根据阻尼材料的减振机理可知，此时阻尼材料会不断消耗能量，降低振动产生的不良影响。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 曾海泉,罗跃纲,闻邦椿;复合阻尼结构及其阻尼性能[J];振动与冲击;2001年03期
2 孙社营;粘弹阻尼结构动态性能的有限元分析[J];材料开发与应用;1999年06期
3 王朝杰;盛美萍;赵颖坤;;夹层阻尼结构抑振特性研究[J];机械设计与制造;2006年07期
4 郭中泽;陈裕泽;;基于准则法的阻尼结构拓扑优化[J];宇航学报;2009年06期
5 童昕;粘弹阻尼结构频响函数计算的高精度模态展开法[J];工程力学;2000年05期
6 黄加才;游少雄;赵云峰;;板类约束阻尼结构的层间厚度参数优化[J];宇航材料工艺;2013年01期
7 刘吉轩,陈花玲,扬春荣,黄协清;薄膜阻尼结构隔声量估算和结构参数的影响实验研究[J];振动与冲击;1997年04期
8 吴建华,刘又午,王树新;空气泵动阻尼结构的研究与应用[J];制造技术与机床;1997年10期
9 李明俊,刘桂武,徐泳文,曹义华,叶皓;粘接层对各向异性层合阻尼结构内耗特性的影响[J];复合材料学报;2005年04期
10 任润桃;约束阻尼结构对阻尼峰移动的影响[J];材料开发与应用;1997年03期
相关会议论文 前9条
1 孙维谦;董选政;;矩形阻尼结构底板的应用[A];2000电子产品防护技术研讨会论文集[C];2004年
2 史铁花;石海亮;吴礼华;;非经典阻尼结构分析方法的研究比较[A];防振减灾工程理论与实践新进展（纪念汶川地震一周年）——第四届全国防震减灾工程学术研讨会会议论文集[C];2009年
3 段勇;王飞;;约束阻尼结构扭转振动损耗因子[A];第十四届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2013年
4 王n
本文编号：2605937
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/2605937.html
