粘彈阻尼材料及其異型約束阻尼結構阻尼性能的實驗研究.pdf

1、目前人們對約束阻尼結構的研究主要集中在提高阻尼材料本身的性能和對約束阻尼結構優(yōu)化設計兩個方面，其中，對于約束阻尼結構的優(yōu)化設計研究多見于梁板狀較規(guī)則的結構型式，對于異型約束阻尼結構的研究則不多。本文對一種新型改性聚氨酯粘彈阻尼材料進行了常規(guī)性能和阻尼性能的表征，主要包括固化時間、固含量、硬度、拉伸強度、斷裂伸長率和動態(tài)力學性能，分析了材料本身的物理特性和阻尼特性。然后以該材料為阻尼層材料，設計制作了弧型和環(huán)型兩種型式的約束阻尼結構，通過

2、錘擊振動實驗，研究兩種結構型式下約束阻尼結構的阻尼性能和主要影響因素。
　　首先，從固化時間、固含量及基本力學性能等方面對粘彈阻尼材料的常規(guī)性能進行了表征。同時通過DMA得到粘彈阻尼材料的儲能模量、損耗模量和損耗因子與溫度、頻率的關系。研究結果表明，所測的粘彈阻尼材料的凝膠時間為172s，表干時間為16min，實干時間為54min;固含量為92.02％;硬度為邵A53，發(fā)展周期為15d左右;拉伸強度為8MPa，斷裂伸長率為360％

3、;在同一頻率下，材料儲能模量隨溫度的升高而降低;材料玻璃化轉變溫度區(qū)間為-40℃～20℃。
　　其次，研究了粘彈阻尼材料在弧型約束阻尼結構中的作用和不同約束層剛度下弧型約束阻尼結構的阻尼性能的變化規(guī)律。研究結果表明，粘彈阻尼材料使弧型結構振動時長和振動加速度幅值分別降低了50％和26.7％，1～5階固有頻率均有所下降，1～5階復合損耗因子均有所增加，振動總級值降低了10.42dB。當約束層剛度由21.60×109Pa變化為35.5

4、×109Pa時，弧型約束阻尼結構的振動時長均為0.06s，振動加速度幅值由8m/s2～11m/s2緩慢增加;約束層的剛度增加會使弧型約束阻尼結構各階固有頻率和復合損耗因子增加，但二者的增長速率隨約束層剛度的增加逐漸降低;約束層剛度對結構高階固有頻率和復合損耗因子影響較大，對低階影響較小;結構振動加速度級和振動總級值隨約束層剛度的增加而增加。
　　最后，研究了粘彈阻尼材料在環(huán)型約束阻尼結構中的作用和阻尼層厚度對環(huán)形約束阻尼結構阻尼性

5、能的影響。研究結果表明，粘彈阻尼材料使環(huán)型結構的振動時長和振動加速度幅值分別降低了35.7％和13.3％，1～3階復合損耗因子均有所增加，振動總級值降低了10％，中低頻下振動加速度級降低較為明顯。在1mm～3mm范圍內增加環(huán)型約束阻尼結構厚度能降低振動加速度幅值、高階固有頻率、振動總級值和中低頻下結構振動加速度級，增加結構復合損耗因子;當阻尼層厚度增加至3mm以上時，環(huán)型約束阻尼結構的阻尼性能對阻尼層厚度的依賴程度逐漸變小。