振動(dòng)與噪聲的阻尼控制技術(shù)(二)

1、| 維普資訊 h ttp:/J. S* Machine Building k Automation No. 2 1998孫床蹲東甫大學(xué)機(jī)械工程系郵騙浮10096)#| 維普資訊 h ttp:/J. S* Machine Building k Automation No. 2 1998傲上期)阻尼材料由于工程上應(yīng)用時(shí)各種情況對(duì)使用溫度 和頻率要求不同因此，必須要各種溫頻下具 有最桂性能的限尼材料來(lái)滿足需要。這就形 成了阻尼材料的許多型號(hào)和規(guī)搭。國(guó)內(nèi)已有 很多阻尼材料生產(chǎn)廠家，江蘇以中策無(wú)鍋減 震器有限公司和常州蘭陵橡膠廠最為柬出， 現(xiàn)對(duì)其產(chǎn)品柞簡(jiǎn)要介紹：中策無(wú)錫減震器有限公司生產(chǎn)有三個(gè)系 列產(chǎn)品

2、1HL系列粘彈性髙阻尼材料，企標(biāo)Q/ S20201FD19-虹，是平板型阻尼材料，規(guī)格 長(zhǎng) X 寬= LXR = 500mm X 500mrn * 璋度有 U2.34和5mm卜觀綠色.適用粘貼于振 動(dòng)休表面作自由阻尼處理結(jié)構(gòu)“材料具有想 性、耐油、耐水、耐海水和無(wú)毒特點(diǎn)。出重為 1. 6Er址桂杷 用1B度g(Hi)31010.401(X20100SW031024ZI(W7W031030.90;1K5000 9Q系列粘弾性高阻尼材料隹標(biāo)Q/ 320201FD18-91,是平板型粗尼材料丄XR =500mm X 500mm,厚度有 1、2、3、4 和 Sitiiii卜觀紅棕色或褐色.適用粘貼于振

3、動(dòng) 體表面作約束阻尼處理結(jié)構(gòu)。材料具有煖性. 耐海水利無(wú)毒*比$L2(g/cm1)J有二個(gè) 品種如表3所列,總曲線圖本文從略。轟3馳事列I尼軻料世槌團(tuán)號(hào)、耗因子彈性模BErCPs)f _ -11L脯LL如3。I.i1Q0-SDG090501. 5常渝IGO5W(J當(dāng)90系列阻尼材料做成約束阻尼結(jié)構(gòu) 時(shí)，當(dāng)約束層、阻尼層和基休甲度為1 1 ： 1 時(shí)，其復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)損耗因子q如表4所列。的事阻用蠟構(gòu)廈合|耗禺子*、爾度 H號(hào)-14-5051015202S3D3S9030Q”幻p.EE乩呻* ?aEK2C0- HMlhOSa M2a m50506, 32氏冰32th 31h 2Ca-123.113

4、)瀝青型阻尼材料是以瀝青為基料經(jīng) 與輔助劑均勻涯合后，經(jīng)加工成薄片狀林料。 價(jià)搭低廉，振噪控制效果好粘貼表面還有隔 熱和防腐作用，現(xiàn)已大量用于汽車、拖拉機(jī)、 紡機(jī)和航空航天等方面。有三種類型的瀝青 粗尼材料，即OL148型阻尼林料為直接貼于振動(dòng)悴 表面的自粘型薄膜，呈黑色或深竭色的片狀 材料2DL149型阻尼材料尸為熱融型瀝青薄 腹,呈黑色或深褐色的片狀材料口使用時(shí)將該 材料置平面或非平面的振動(dòng)體表面加溫至 1&0C時(shí)，可與皺折表面完全駄合粘接牢固* 貼粘工序可與基體袖漆拱干結(jié)合進(jìn)行.3i)L13S里阻尼材料，也稱為熔融型瀝 青片狀薄膜,敷于振動(dòng)表面加熱至1盹匸蛭 30分鐘與基體輪廓貼合不產(chǎn)生

5、明顯氣利。常州蘭蠱橡膠廠生產(chǎn)的阻尼材料其品種 規(guī)格齊全，在工程上視到廣泛應(yīng)用，基典型產(chǎn) 品o 1)ZN系列橡膠阻尼材料其性能和使 用場(chǎng)合如表5所列，其中有自由阻尼赴理和 約東阻尼處理用阻尼材料。性能材料、XTfEg(N/m3)iTp = 0-74EJs-0. ?應(yīng)稲特點(diǎn)ZNOO乘列適用于蚪束陰尼結(jié)枸 ZN訊膽尼材料具有自媳性ZN01L.5201X101_44W cms）施工面單方麗YM01L15-ID I5X101-60-70SX1081X1C1(ZNfi列限用林料將性2）CY系列航空用復(fù)合阻尼材料是由 鋁質(zhì)妁束層的自粘型阻尼材料撕去防粘紙 可宜接粘貼到飛行器的蒙皮上口的汽車用阻尼材料有6M和

6、QM三 個(gè)系列.通常作自由阻尼處理的阻尼材料較 作約束阻尼處理的阻尼材料，模量要高些.4衰面阻尼處理場(chǎng)構(gòu)設(shè)計(jì)-阻尼技術(shù)的工程應(yīng)用形式，是將大阻尼 粘弾材料粘貼于振動(dòng)體表面，使與基體一起 振動(dòng),使阻尼材料受到拉一壓或剪切運(yùn)動(dòng)，損 耗振動(dòng)能量而抑制振動(dòng)和聲輻射.表面阻尼 處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是藕定阻尼結(jié)構(gòu)類 型、粗尼材料選用、結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)確定和阻尼 處理位赴尊門表面阻尼處理的類型如圖4所示，有自由瞅尼處理和約束阻尼赴理結(jié)構(gòu)二種基-O已bl討自由阻尼處理結(jié)構(gòu)1 M妁東咀尼社理結(jié)構(gòu)圖4表面限尼攤理類塑本類型絳圖a所示為自由阻尼處理結(jié)構(gòu)，是將 大齟尼材料粘貼于撮動(dòng)表面，稱為自由阻尼 層當(dāng)基休振動(dòng)時(shí)阻尼材

7、料跟著一起作彎曲 振動(dòng)，經(jīng)受拉一壓應(yīng)力疔與應(yīng)變并消耗振 動(dòng)龍童“圖b所示為約束阻尼處理結(jié)構(gòu)，即在 自由阻尼層上面再加一層金斶約束層，由于47| 維普資訊 h ttp:/J. S* Machine Building k Automation No. 2 1998#|維普賢訊 n廿p:|f遼蘇機(jī)械制i4與自動(dòng)化1998-3期(12)48|維普賢訊 n廿p:|(12)#|維普賢訊 n廿p:|(11)金屬約東層模量較阻尼材料大得多*所以當(dāng) 基體彎曲振動(dòng)時(shí)，如向上彎曲阻尼層要拉伸 時(shí),約束層則阻止其拉伸，而當(dāng)基體向下彎曲 阻尼層受壓編時(shí)，約束層則阻止其壓縮，這樣 使阻尼材料與基體和約東層之間產(chǎn)生既有拉

8、一壓又有剪切的應(yīng)力和應(yīng)變，井消耗能董所 以表面約束阻尼處理結(jié)構(gòu)較之自由阻尼處理 結(jié)構(gòu)具有較好的抑制振動(dòng)和聲輻射能力。要 注意的是阻尼材料粘貼時(shí)所用的粘結(jié)劑凝結(jié) 后其摸量要較阻尼材料高，且展厚要薄，這 樣阻尼材料在彎曲振動(dòng)中才能更好地跟隨基 體振動(dòng)變堰，并有效地?fù)p耗能量，從而抑制結(jié) 枸振動(dòng)和聲輻射.選擇自由阻尼處理還是約 束處理類型，這要根據(jù)工程要求來(lái)定,前者效 果較后者要差些，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝方便、價(jià) 廉“選用阻尼材料時(shí)除根據(jù)使用溫度和頻率 外，通常自由阻尼處理所用阻尼材料的模量 要高*這在阻尼材料介紹中有說(shuō)明.（對(duì)表面阻尼處理的理論分析方法通過(guò)表面阻尼處理的理論分析可以確定 阻尼處理結(jié)構(gòu)（包

9、括自由阻尼和約束阻尼結(jié) 構(gòu)）的阻尼損耗因子%阻尼層和約束層的厚 度、阻尼處理面積的大小和位置優(yōu)化等.由此 可以求岀結(jié)構(gòu)的響應(yīng)、固有頻率、振型、預(yù)估 阻尼處理振嗥下降量等*理論分折方法有：1）復(fù)剛度法利用力學(xué)方法導(dǎo)岀表面阻 尼處理結(jié)構(gòu)的復(fù)彎曲剛度EI）B* （EI） =（EI）* +jEI）ff=（Eiy （1+j對(duì)（10）mil UEiy （Eir 則 （Ely已知號(hào)以后借助振動(dòng)理論就可以求岀阻尼處 理結(jié)構(gòu)的其它各項(xiàng)參數(shù).2）變形能法通過(guò)計(jì)算可得各子結(jié)構(gòu) （基體、阻尼層、約束層等總的最大變形能 W,，各子結(jié)構(gòu)在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)的阻尼損耗能為（Osh則參見(jiàn)式（6）得3）有限元法 上述分析方法對(duì)于復(fù)

10、雜結(jié) 拘建模分折十分困難，有時(shí)甚至是不可能的。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用有限元法對(duì)阻 尼結(jié)構(gòu)建摸分析就成為可能，并可適用于任 意復(fù)雜的三維阻尼處理結(jié)構(gòu)和邊界約束條 件。目前有限元法在阻尼結(jié)構(gòu)理論分析中已 廣泛應(yīng)用，除了可以借助商用通用大型軟件 分析外，根據(jù)需要可以自行編制專用的分析 軟件。4）經(jīng)驗(yàn)估計(jì) 在有些簡(jiǎn)單的機(jī)、電設(shè)備 出現(xiàn)振動(dòng)噪聲問(wèn)題時(shí).如理論分析有圉難時(shí). 可以通過(guò)一些簡(jiǎn)單測(cè)試，甚至憑熾覺(jué)分析確 定振源位置直接格阻尼材料粘貼到適當(dāng)位 置，也能收到誡振降噪效果。通常自由阻尼處 理時(shí)阻尼材料貼于振幅最大位置。而約束阻 尼處理時(shí)阻尼材料貼于振皤最小位置即節(jié) 線處兒5. 工程應(yīng)用實(shí)例齒輪輪輻

11、阻尼處理如圖5所示，通常 可以用釣束阻尼結(jié)構(gòu)，約束層用1- 5mm厚 鋼板*靜態(tài)融擊噪蘆可下降13dB（A圉中tl-KJES 2約束層3嵌人阻尼喲5齒輪槍輻蛋尼抵理4）鐵砧結(jié)構(gòu) 如圖6所示為鐵砧內(nèi)側(cè) 面上粘貼高摸量阻尼材料，可降低錘擊噪聲（3）自動(dòng)車床棒料送料管，如圖7所示為 四種阻尼處理低噪聲送料管，可降低棒料旋 轉(zhuǎn)撞擊噪聲12-18dB（A）.（4）鐵路車輛車輪 如圖弘所示在車輪(12)49| 維普資訊 J, S Machine Bunding & AutomEtig No* 21998附中：i-fttt衛(wèi)亠齟尼it料低鼻聲鐵貼|L|圖中:樣料送料內(nèi)書(shū)3-阻尼林料4-押管一駅弾餐油一送料套4-填充砂子BBT四種帶趁料瞬輪輻上敷設(shè)5層約束阻尼處理層.圖b為在 彎道半徑為30m時(shí)車輪約束阻尼處理前、后 的噪聲頻譜圖，噪聲下降在30dBA）以 上-甬旳】2$001000 4000 鼬弗r(H倒尼結(jié)構(gòu)仙聲顫譜出中訂五屋妁東阻尼展阻尼赴理前頻港一阻尼畑屢后蠶譜圖$阻思車輪轎車車怵祖尼處理】圖9所示虛線位 置敷設(shè)瀝青阻尼材料，可以有效降低車內(nèi)噪 聲，提高乘坐舒適性現(xiàn)代轎車均作此種阻尼 處理方式，大面積敷設(shè)阻尼材料0薄壁工件磨削圖10所示為所用降 噪措施磨削噤聲可下降10JBCA）.（。溜道滑槽 圖11所示為底部阻尼處 理的遐道楫槽可以降噪