振动与噪声的阻尼控制技术(二)

1、| 维普资讯 h ttp:/J. S* Machine Building k Automation No. 2 1998孙床蹲东甫大学机械工程系邮骗浮10096)#| 维普资讯 h ttp:/J. S* Machine Building k Automation No. 2 1998傲上期)阻尼材料由于工程上应用时各种情况对使用温度 和频率要求不同因此，必须要各种温频下具 有最桂性能的限尼材料来满足需要。这就形 成了阻尼材料的许多型号和规搭。国内已有 很多阻尼材料生产厂家，江苏以中策无锅减 震器有限公司和常州兰陵橡胶厂最为柬出， 现对其产品柞简要介紹：中策无锡减震器有限公司生产有三个系 列产品

2、1HL系列粘彈性髙阻尼材料，企标Q/ S20201FD19-虹，是平板型阻尼材料，规格 长 X 宽= LXR = 500mm X 500mrn * 璋度有 U2.34和5mm卜观绿色.适用粘贴于振 动休表面作自由阻尼处理结构“材料具有想 性、耐油、耐水、耐海水和无毒特点。出重为 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标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卜观红棕色或褐色.适用粘贴于振

3、动 体表面作约束阻尼处理结构。材料具有煖性. 耐海水利无毒*比$L2(g/cm1)J有二个 品种如表3所列,总曲线图本文从略。轟3驰事列I尼轲料世槌團号、耗因子弹性模BErCPs)f _ -11L脯LL如3。I.i1Q0-SDG090501. 5常渝IGO5W(J当90系列阻尼材料做成约束阻尼结构 时，当约束层、阻尼层和基休甲度为1 1 ： 1 时，其复合阻尼结构损耗因子q如表4所列。的事阻用蜡构厦合|耗禺子*、爾度 H号-14-5051015202S3D3S9030Q”幻p.EE乩呻* ?aEK2C0- HMlhOSa M2a m50506, 32氏冰32th 31h 2Ca-123.113

4、)沥青型阻尼材料是以沥青为基料经 与辅助剂均匀涯合后，经加工成薄片狀林料。 价搭低廉，振噪控制效果好粘贴表面还有隔 热和防腐作用，现已大量用于汽车、拖拉机、 紡机和航空航天等方面。有三种类型的沥青 粗尼材料，即OL148型阻尼林料为直接贴于振动悴 表面的自粘型薄膜，呈黑色或深竭色的片狀 材料2DL149型阻尼材料尸为热融型沥青薄 腹,呈黑色或深褐色的片状材料口使用时将该 材料置平面或非平面的振动体表面加温至 1&0C时，可与皱折表面完全駄合粘接牢固* 贴粘工序可与基体袖漆拱干结合进行.3i)L13S里阻尼材料，也称为熔融型沥 青片状薄膜,敷于振动表面加热至1盹匸蛭 30分钟与基体轮廓贴合不产生

5、明显气利。常州兰蛊橡胶厂生产的阻尼材料其品种 规格齐全，在工程上視到广泛应用，基典型产 品o 1)ZN系列橡胶阻尼材料其性能和使 用场合如表5所列，其中有自由阻尼赴理和 约東阻尼处理用阻尼材料。性能材料、XTfEg(N/m3)iTp = 0-74EJs-0. ?应稲特点ZNOO乘列适用于蚪束阴尼结枸 ZN讯胆尼材料具有自媳性ZN01L.5201X101_44W cms）施工面单方麗YM01L15-ID I5X101-60-70SX1081X1C1(ZNfi列限用林料将性2）CY系列航空用复合阻尼材料是由 铝质妁束层的自粘型阻尼材料撕去防粘纸 可宜接粘贴到飞行器的蒙皮上口的汽车用阻尼材料有6M和

6、QM三 个系列.通常作自由阻尼处理的阻尼材料较 作約束阻尼处理的阻尼材料，模量要高些.4衰面阻尼处理场构设计-阻尼技术的工程应用形式，是将大阻尼 粘弾材料粘贴于振动体表面，使与基体一起 振动,使阻尼材料受到拉一压或剪切运动，损 耗振动能量而抑制振动和声辐射.表面阻尼 处理结构设计主要内容是藕定阻尼结构类 型、粗尼材料选用、结构几何参数确定和阻尼 处理位赴尊门表面阻尼处理的类型如图4所示，有自由瞅尼处理和约束阻尼赴理结构二种基-O已bl讨自由阻尼处理结构1 M妁東咀尼社理结构图4表面限尼摊理类塑本类型絳图a所示为自由阻尼处理结构，是将 大齟尼材料粘贴于撮动表面，称为自由阻尼 层当基休振动时阻尼材

7、料跟着一起作弯曲 振动，经受拉一压应力疔与应变并消耗振 动龍童“图b所示为约束阻尼处理结构，即在 自由阻尼层上面再加一层金斶约束层，由于47| 维普资讯 h ttp:/J. S* Machine Building k Automation No. 2 1998#|维普贤讯 n廿p:|f辽苏机械制i4与自动化1998-3期(12)48|维普贤讯 n廿p:|(12)#|维普贤讯 n廿p:|(11)金属约東层模量较阻尼材料大得多*所以当 基体弯曲振动时，如向上弯曲阻尼层要拉伸 时,约束层则阻止其拉伸，而当基体向下弯曲 阻尼层受压编时，约束层则阻止其压缩，这样 使阻尼材料与基体和约東层之间产生既有拉

8、一压又有剪切的应力和应变，井消耗能董所 以表面约束阻尼处理结构较之自由阻尼处理 结构具有较好的抑制振动和声辐射能力。要 注意的是阻尼材料粘贴时所用的粘结剂凝结 后其摸量要较阻尼材料高，且展厚要薄，这 样阻尼材料在弯曲振动中才能更好地跟随基 体振动变堰，并有效地损耗能量，从而抑制结 枸振动和声辐射.选择自由阻尼处理还是约 束处理类型，这要根据工程要求来定,前者效 果较后者要差些，但结构简单、工艺方便、价 廉“选用阻尼材料时除根据使用温度和频率 外，通常自由阻尼处理所用阻尼材料的模量 要高*这在阻尼材料介绍中有说明.（对表面阻尼处理的理论分析方法通过表面阻尼处理的理论分析可以确定 阻尼处理结构（包

9、括自由阻尼和约束阻尼结 构）的阻尼损耗因子%阻尼层和约束层的厚 度、阻尼处理面积的大小和位置优化等.由此 可以求岀结构的响应、固有频率、振型、预估 阻尼处理振嗥下降量等*理论分折方法有：1）复刚度法利用力学方法导岀表面阻 尼处理结构的复弯曲刚度EI）B* （EI） =（EI）* +jEI）ff=（Eiy （1+j对（10）mil UEiy （Eir 则 （Ely已知号以后借助振动理论就可以求岀阻尼处 理结构的其它各项参数.2）变形能法通过计算可得各子结构 （基体、阻尼层、约束层等总的最大变形能 W,，各子结构在一个振动周期内的阻尼损耗能为（Osh则参见式（6）得3）有限元法 上述分析方法对于复

10、杂结 拘建模分折十分困难，有时甚至是不可能的。 随着计算机技术的发展应用有限元法对阻 尼结构建摸分析就成为可能，并可适用于任 意复杂的三维阻尼处理结构和边界约束条 件。目前有限元法在阻尼结构理论分析中已 广泛应用，除了可以借助商用通用大型软件 分析外，根据需要可以自行编制专用的分析 软件。4）经验估计 在有些简单的机、电设备 出现振动噪声问题时.如理论分析有圉难时. 可以通过一些简单测试，甚至凭熾觉分析确 定振源位置直接格阻尼材料粘贴到适当位 置，也能收到诫振降噪效果。通常自由阻尼处 理时阻尼材料贴于振幅最大位置。而约束阻 尼处理时阻尼材料贴于振皤最小位置即节 线处儿5. 工程应用实例齿轮轮辐

11、阻尼处理如图5所示，通常 可以用釣束阻尼结构，约束层用1- 5mm厚 钢板*静态融击噪芦可下降13dB（A圉中tl-KJES 2约束层3嵌人阻尼喲5齿轮枪辐蛋尼抵理4）铁砧结构 如图6所示为铁砧内侧 面上粘贴高摸量阻尼材料，可降低锤击噪声（3）自动车床棒料送料管，如图7所示为 四种阻尼处理低噪声送料管，可降低棒料旋 转撞击噪声12-18dB（A）.（4）铁路车辆车轮 如图弘所示在车轮(12)49| 维普资讯 J, S Machine Bunding & AutomEtig No* 21998附中：i-fttt卫亠齟尼it料低鼻声铁貼|L|图中:样料送料内書3-阻尼林料4-押管一駅弾餐油一送料套4-填充砂子BBT四种带趁料瞬轮辐上敷设5层约束阻尼处理层.图b为在 弯道半径为30m时车轮约束阻尼处理前、后 的噪声频谱图，噪声下降在30dBA）以 上-甬旳】2$001000 4000 鼬弗r(H倒尼结构仙声颤谱出中订五屋妁東阻尼展阻尼赴理前頻港一阻尼畑屢后蠶谱图$阻思车轮轿车车怵祖尼处理】图9所示虚线位 置敷设沥青阻尼材料，可以有效降低车内噪 声，提高乘坐舒适性现代轿车均作此种阻尼 处理方式，大面积敷设阻尼材料0薄壁工件磨削图10所示为所用降 噪措施磨削噤声可下降10JBCA）.（。溜道滑槽 图11所示为底部阻尼处 理的遐道楫槽可以降噪