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阻尼减振

所属分类:新闻中心 点击次数:0 发布日期:2020-01-13

物体或结构振动受三个参数的影响:与势能有关的刚度;与动能有关的质量;与能量消耗有关的阻尼。振动控制中常用的方法是改变刚度和质量以避免共振,采用隔振以减少振动的传递,采用动力吸振器吸收部分振动能量,但是在无法改变结构和无法采用隔振器、动力吸振器的场合,尤其是薄板结构及宽频带随机激励等场合,则采用增加部件或结构的阻尼来控制振动并减少噪声。

一般金属结构的阻尼损耗因子很小,近代大量采用焊接工艺也大大减小了系统的连接阻尼,迄今为止,生产既有高强度又有较大阻尼值金属的努力尚未成功,因此,增加部件或系统的阻尼,最方便有效的方法是在部件表面粘贴黏弹性高阻尼材料。

黏弹性高阻尼材料是国内外近30年来研制成功的一种减振降噪的新材料,它广泛地用于航天、舤空、航海、汽车、铁路、建筑、纺织、电子仪表及家用电器诸行业,也可以用来建造隔声罩。

在部件或结构表面粘贴阻尼材料,由部件或系统承受强度和刚度,由黏弹性高阻尼材料提供阻尼,是最常见的阻尼处理方法。常用的阻尼结构形式有两种:自由层阻尼处理和约束层阻尼处理。

(1)自由层阻尼处理

自由层阻尼处理是在基础结构表面上直接粘贴阻尼材料,当结构振动时,粘贴在表面的阻尼材料产生拉伸压缩变形,把振动能转化为热能,从而起到减振作用。

自由层阻尼结构的阻尼处理比较简单,计算也比较方便,缺点是阻尼处理的效果和温度关系很大,而且也不可能提供很大的阻尼,特别是结构较厚时更是如此。

(2)约束层阻尼处理

此方法是在结构的基板表面粘贴阻尼层后,再贴上一层刚度较大的约束板。当结构振动时,处于约束板和基板之间的阻尼材料产生拉伸压缩及剪切变形,此变形能把更多的振动能转变成热能,从而达到减小结构振动的目的。约束层阻尼处理一般可以提供较大的结构损耗因子,越来越广 泛地用于各个领域。

约束层阻尼结构的损耗因子的计算较复杂。约束层结构的施工及制作要求较高,价格也贵,因此在实际工程中,有时将自由层阻尼结构和约束层阻尼结构同时使用;而对结构体积或面积较大的部件或系统,还可以采用部分粘贴阻尼材料的间隔处理方法;在一些高级结构工程中须用计算机计算,也可以进行振动模态的测试分析,实行优化阻尼设计。目前市场上已有制成的约束阻尼板既阻尼钢板出售,类似于三合板,中间为阻尼层,两边用钢板,阻尼钢板在一些特殊的降噪工程中得到了较多的应用。

结构阻尼处理是一门新技术,已得到广泛的应用,但不同的阻尼处理(阻尼材料、结构型式、粘贴方法、布置位置等 多种因素)会有不同的减振效果,也就是说,合理地选用阻尼材料和设计合理的阻尼结构,是取得较好的阻尼减振效果的关键。

阻尼材料从广义上说种类很多,如沥青、毛毡、油灰、甚至陶瓷在某此特定的场合下也是优良的阻尼材料。

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