粘彈阻尼材料及其異型約束阻尼結(jié)構(gòu)阻尼性能的實驗研究.pdf

1、目前人們對約束阻尼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計兩個方面，其中，對于約束阻尼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計研究多見于梁板狀較規(guī)則的結(jié)構(gòu)型式，對于異型約束阻尼結(jié)構(gòu)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(jìn)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(qiáng)度、斷裂伸長率和動態(tài)力學(xué)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(shè)計制作了弧型和環(huán)型兩種型式的約束阻尼結(jié)構(gòu)，通過

2、錘擊振動實驗，研究兩種結(jié)構(gòu)型式下約束阻尼結(jié)構(gòu)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(xué)性能等方面對粘彈阻尼材料的常規(guī)性能進(jìn)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(guān)系。研究結(jié)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(qiáng)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)中的作用和不同約束層剛度下弧型約束阻尼結(jié)構(gòu)的阻尼性能的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明，粘彈阻尼材料使弧型結(jié)構(gòu)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(fù)合損耗因子均有所增加，振動總級值降低了10.42dB。當(dāng)約束層剛度由21.60×109Pa變化為35.5

4、×109Pa時，弧型約束阻尼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)各階固有頻率和復(fù)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(jié)構(gòu)高階固有頻率和復(fù)合損耗因子影響較大，對低階影響較小;結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中的作用和阻尼層厚度對環(huán)形約束阻尼結(jié)構(gòu)阻尼性

5、能的影響。研究結(jié)果表明，粘彈阻尼材料使環(huán)型結(jié)構(gòu)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(fù)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(nèi)增加環(huán)型約束阻尼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)振動加速度級，增加結(jié)構(gòu)復(fù)合損耗因子;當(dāng)阻尼層厚度增加至3mm以上時，環(huán)型約束阻尼結(jié)構(gòu)的阻尼性能對阻尼層厚度的依賴程度逐漸變小。