黏弹性阻尼材料在减振降噪方面的应用

随着人类生活质量的提高,生活环境的振动与噪声控制越来越受到关注。黏弹性阻尼材料作为有效的减振降噪材料,在许多行业的减振降噪中正发挥着重要的作用。选取了两种不同的黏弹性阻尼材料,测试对比了它们的阻尼特性。选取阻尼性能较好的阻尼材料涂敷在板类结构上,分别进行涂敷前后振动噪声响应、传递特性测试。分析黏弹性阻尼材料减振降噪效果,为结构减振降噪提供依据。     

齿轮传动装置阻尼减振降噪试验研究

通过在高速齿轮箱减振降噪试验台上进行振动、噪声测试对比试验,测试在齿轮噪声中啮合冲击频率及其倍频声和固有频率声产生共振时,分析齿轮箱系统在各种工况情况下增加阻尼前后对系统的减振降噪的作用,可以发现粘贴阻尼材料能够在一定程度上起到良好的减振降噪效果.重点分析齿轮箱在外部粘贴阻尼材料和灌注阻尼材料这两种附加结构对减低振动与噪声具有良好的抑制作用.证明了齿轮箱在附加阻尼后,提高了齿轮传动装置的阻尼特性,符合阻尼减振降噪的理论研究.根据齿轮箱中齿轮啮合冲击是系统的主要激励振动,通过测试分析,采用合金阻尼环附加结构,可得到更佳的减振降噪效果.     

粘弹性阻尼结构振动仿真及在轨道车辆的应用

采用有限元和试验验证相结合的方法研究粘贴粘弹性阻尼悬臂梁的模态以及瞬态响应仿真技术,然后将仿真技术应用于轨道车辆车体结构,探索了粘弹性阻尼材料对车体结构振动特性的影响及其在轨道车辆车体减振设计的应用,研究表明采用粘弹性阻尼材料对轨道车辆结构具有较好的减振作用.     

被动约束层阻尼结构短柱壳的减振分析

该文主要是通过分别改变被动约束层阻尼结构中粘弹性阻尼层及约束层的厚度,讨论贴敷不同厚度被动约束层阻尼结构的短柱壳的振动特性。通过被动约束层阻尼结构减振机理,提出粘弹性材料模态阻尼计算和分析探讨,以短柱壳为研究对象,仿真计算中各个材料参数,并得出结论。阐述了机敏约束层阻尼系统特征,分析了结构设计和系统建模方法。反过来这些优点也使得类似结构十分容易发生振动。在航空发动机上这样极易引起由于振动过大而导致的短柱壳破裂现象,如果不采取减小振动幅值的措施,将会引发灾难性的后果。在短柱壳表面贴敷粘弹性阻尼材料是一种有效,便捷的减振方式,因此有必要对其减振特性进行研究。     

聚合物阻尼材料在轨道车辆方面的应用

随着轨道交通的高速化发展,列车运行所引起的振动噪声会更加剧烈。为了增加旅客舒适度,运用阻尼材料进行减振降噪。通过加装阻尼材料,一方面增加车体的振动衰减,降低声辐射,控制固体声;另一方面隔离外部噪声往车体内部传播。聚合物阻尼材料由于在减振降噪方面独特的优势,成为了研究的热点。本文集中阐述了聚合物阻尼材料的阻尼机理及减振降噪形式,同时简单介绍了其他相关聚合物阻尼复合材料;本文列举了几个简单关于阻尼材料在铁路客车方面应用的实例。     

周期自由阻尼设计板结构振动与声辐射特性分析

为了探究更高效的阻尼减振降噪结构设计,基于阻尼减振降噪技术和人工周期结构原理,开展了周期自由阻尼设计的板结构振动与声辐射特性研究。首先,建立了板结构声振响应有限元仿真模型;其次,对比了周期自由阻尼设计与传统自由阻尼设计的板结构振动与声辐射特性差异,并分析了不同参数变化对周期自由阻尼作用效果的影响;最后,开展了相关实验研究与仿真规律验证。结果表明：相比于传统自由阻尼设计,周期自由阻尼设计可以获得更好的减振降噪效果,且有助于实现阻尼结构的轻量化设计,但也会改变结构的声辐射效率;选用高弹性模量的阻尼材料、合理设计阻尼单元形状和适当减小阻尼单元截面积都有助于提高周期自由阻尼设计的性能,而阻尼单元粘贴角度的变化对其作用效果的影响较小;实验结果验证了仿真规律的可靠性。     

成果介绍

工程机械阻尼减振降噪新结构的研究由太原重型机械学院孙大刚博士主持的机械工业部教育司科技基金项目 :“工程机械阻尼减振降噪新结构的研究”通过部科技成果鉴定。鉴定委员会认为 :本项目的研究成果属国内领先水平 ,达到了国际先进水平。本项目针对工程机械的振动特征 ,在使用温度振频和振幅变化条件下 ,对阻尼减振降噪结构参数进行动态优化 ,获得最佳结构型式、确定符合减振降噪指标的阻尼材料 ,实现对振动噪声的主动、有效的控制 ,为实用减振器产品开发提设计参数和试验指标。本项目的特点是理论研究与工程应用密切结合 ,获得理论研究、…     

硬涂层对整体叶盘的非线性振动特性影响

硬涂层阻尼技术是一种被动减振技术,通过将阻尼硬涂层涂敷在整体叶盘的叶片上有效改善叶盘的振动特性,目前已经得到十分广泛的应用.针对NiCrAlY硬涂层的各向异性特征建立硬涂层整体叶盘有限元模型,研究硬涂层对整体叶盘非线性振动特性的影响.考虑不同的硬涂层厚度和涂敷方式,利用Campbell图分析不同转速下的硬涂层整体叶盘的固有特性.考虑横向激励作用,研究不同涂层厚度和单、双面涂层方式对振动响应特性的影响.结果 表明:涂敷NiCrAlY硬涂层对整体叶盘固有频率影响范围在1.1％～7.5％.并且通过改变硬涂层厚度和涂敷方式可以使响应峰值降低67.43％～90.21％、使共振点由6个降至4个,证明涂敷NiCrAlY硬涂层对整体叶盘具有一定的减振效果.     

发动机液压悬置结构与动特性分析

汽车在行驶中会受到各种振动和冲击作用,由于道路条件和悬架系统设计的完善,发动机的振动成为轿车的主要振源,传统的橡胶悬置已无法满足汽车多工况、宽频带的减振降噪要求,液压悬置以其优良的动特性弥补了橡胶悬置的不足之处,液压悬置自身的阻尼和动刚度的非线性特性,可以在很宽的频带上满足发动机减振降噪的要求。     

硬涂层悬臂梁减振机理分析模型的建立

由于无法有效确定硬涂层阻尼占整个系统阻尼的份额,致使创建硬涂层复合结构减振机理分析模型变得非常困难.从分离硬涂层的阻尼贡献出发,研究了创建硬涂层悬臂梁减振机理分析模型的方法.首先,对涂层前后的悬臂梁系统进行了减振特性实验,获得了固有频率、阻尼比和振动响应.然后,在对涂层前后悬臂梁系统储能及耗能分析的基础上,确定了获取硬涂层材料阻尼贡献的方法.最后,基于Oberst梁理论,创建了同时考虑材料阻尼和等效黏性阻尼的悬臂梁系统减振机理分析模型,并校验了分析模型的正确性.结果表明:利用分离出的硬涂层材料阻尼以及涂层前测试获得的阻尼,可创建用于模拟实际涂层梁系统动力学特性的解析分析模型.     

应用约束阻尼控制织机打梭棒的振动与噪声

在工程实践中,人们经常会遇到弹性体的振动控制问题,以及由此而产生的噪声控制问题。这类振动和噪声具有宽频带的特点,即有多个共振峰存在。为了有效地抑制这类宽频振动,六十年代后,粘弹阻尼技术得到了极为迅速的发展。各种附加阻尼结构,作为一种高效价廉,简便的振动控制手段,在各种机械结构上,获得了广泛的应用。在纺织业中,织机的噪声主要源于打击件的振动,其中打梭棒是个很强的声源,它对整机的高频噪声,有相当大的影响。因此,抑制打梭棒的振动,以降低织机的噪声,具有实际的社会意义和经济效益。     

考虑频变特性的约束阻尼结构建模与试验研究

为了提高黏弹性约束阻尼结构模型仿真精度,提出一种考虑频变特性的约束阻尼结构建模方法,并开展了试验验证.首先,对ZN-3黏弹性材料进行动态试验测试,基于最小二乘法获取黏弹性材料模量和损耗因子表达式;其次,根据ZN-3黏弹性材料损耗因子关系表达式,基于考虑频变特性的修正模态应变能法,求解了约束阻尼结构的固有频率和模态损耗因子;最后,以贴敷黏弹性阻尼材料的悬臂约束阻尼薄板为例,从理论与试验两方面校验,结果表明,考虑频变特性的约束阻尼结构有限元模型具有较高精度,与试验测试结果比较误差在5%以内,验证了建模方法的准确性.     

高速铁路基床掺胶粉水泥稳定碎石动力学特性分析

为明确掺胶粉水泥稳定碎石在高铁列车循环荷载作用下的力学变形特征和能量损耗规律,将胶粉以等体积方式部分替换掉原集料中1.7 mm以下的细颗粒,形成胶粉改性水泥稳定碎石材料。通过对300×300 mm圆柱形试样进行105次的循环加载试验,在5 Hz加载频率下研究了不同动应力幅值、胶粉掺量对试样动力学变形及能量耗散的影响规律,给出了基于实际服役水平状态下胶粉改性水泥稳定碎石的累积塑性变形计算模型和阻尼比的演化规律。试验结果表明：1）从变形角度,C5P0.1R30材料的累积塑性变形最小,表现出较好的抗动力学变形特征;2）橡胶粉的掺入增加了水泥稳定碎石材料的韧性,降低了应力幅值增加对累积塑性变形增加的敏感性;3）结合累积塑性变形计算模型,并从参数分析的角度看,C5P0.1R30可作为基床表层结构推荐材料;4）从阻尼比角度看,胶粉替换水平为30%时,阻尼比数值较大,路基结构受高铁列车动荷载激振后,能量衰减较快,具备一定的减振降噪潜力。因此,基于对胶粉改性水泥稳定碎石动力学特性分析,推荐1.7 mm以下胶粉等体积替换水平为30%,这对于改善高铁路基基床表层材料刚度,构建减震降噪型路基结构具有重要意义。     

机敏约束层阻尼减振板耦合系统有限元模型

针对机敏约束层阻尼减振板结构,考虑到粘接层、压电层、阻尼层、基层结构的耦合运动及位移协调关系,结合压电学理论、有限元理论以及粘弹性材料阻尼性能的滞弹性位移场模型,建立了耦合系统的有限元动力模型,该模型可适用于含SCLD结构的任意复杂系统的振动建模研究。以局部覆盖SCLD结构的对边约束钢板为研究对象,进行了结构动力学参数理论计算、ANSYS模态分析与模态实验研究,结果表明：理论分析与实验结果及ANSYS分析能较好吻合,充分证明了建模方法的有效性。     

基于垫块阻尼力的单相串联铁心电抗器减振

单相串联铁心电抗器在生产和使用中需要重点考虑其减振降噪的问题.目前对于电抗器减振方法主要为被动减振,为从根源减小电抗器振动噪声,通过在单相串联铁心电抗器垫块中加入导电环,利用其在变化的磁场中产生阻尼力来与电抗器铁心上的原有应力相互抵消的原理来减少电抗器的振动.首先,建立单相串联铁心电抗器磁-机械耦合数值模型,并基于有限元法对电抗器进行磁场和机械场的分析与计算.对比在垫块中加入导电环前后电抗器的振动变化情况,结果表明:加入导电环后电抗器的振动加速度降低了12.95％.最后,搭建电抗器的振动实验平台,通过对比实验数据验证了此方法的可行性,对将来设计低振动噪声的电抗器具有指导意义.     

履带式推土机粘弹性悬挂机构的开发研究

对履带式推土机行走机构的振动特性进行测试 ,建立起推土机缓冲系统模型 ,经对模型特性参数对传递率影响的分析 ,确定出参数的合理值域。把阻尼材料诺模图曲线数字化 ,做到了计算机对诺模图动态曲线的自动查询 ,实现了阻尼缓冲结构的动态优化。掌握了阻尼缓冲结构的设计理论和方法 ,已应用于 2 4 2kW履带式推土机粘弹性悬挂机构的开发。     

废橡胶、废塑料用于制造新型阻尼材料方面的研究和应用

总结了国内外废橡胶和废塑料在制造阻尼材料方面的研究和应用的成果。分别介绍了废橡胶作为减震降噪的阻尼材料在工程中和在工业中的研究应用、废胶粉与废塑料共混型阻尼材料、树脂型废胶粉阻尼材料的研究应用,指出废橡胶和废塑料制造阻尼材料用于生产实践,不仅可以起到减震降噪作用,而且能够节约资源,具有显著的环保效益,对于资源的可持续性发展具有重要意义,应得到发展。     

锰基阻尼合金研发及产业化国内外现状

 阻尼合金是一类阻尼（内耗）大,能使振动迅速衰减的金属功能材料,按其阻尼机理可分为复相型、铁磁型、位错型、孪晶型四类。利用其制造相关振动源构件,可以有效地解决机械制造及相关工程领域中的振动和噪声问题。目前国内外对于锰基阻尼合金的研究主要集中于对Mn-Cu、Mn-Fe 合金的掺杂改性和对新兴的Mn-Ni 合金阻尼机理研究方面,而形成产业的主要为Mn-Cu 合金,其代表产品为Sonoston、Incramute 和M2052 等。相比于传统Mn-Cu 合金,Mn-Fe 合金具有更好的经济性和力学性能,有望在未来替代Mn-Cu 合金取得实际应用。本文简要介绍阻尼合金的种类和特点,对上述合金的主要研究进展和产业化现状进行总结,为需要减振降噪场合的选材提供参考。