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约束阻尼复合材料的制备与性能研究

孟丹  
【摘要】: 阻尼材料由于具有变形耗能的性质,被广泛应用于现代航空、航天、航海、交通运输、大型机械等领域控制宽频带随机噪声激励产生的振动和噪声。但是大多数粘弹性材料的弹性模量很低,它们不能直接成为工程中的结构材料,因此必须将它们粘附于需要作减振降噪处理的构件上组成阻尼复合结构,才能发挥减振降噪的作用。复合结构的基本类型有自由阻尼和约束阻尼两种,因此派生出工程上所说的自由阻尼材料和约束阻尼材料。约束阻尼材料由于振动时发生剪切变形而具有更大的结构能量损耗,因而在振动与噪声控制工程中得到了越来越广泛的应用。 本文的目的是进行约束阻尼复合材料的制备和性能研究,在实验中约束阻尼材料一般都由基层,约束层和阻尼层3种基本材料构成,本文选择钢片和铝片作为基层和约束层材料。本文选择的是环氧树脂和多乙烯多胺固化体系,以及玻璃纤维增强环氧树脂体系作为阻尼层材料。 通过测试与分析笔者得到如下结论:(1)本文当选择的阻尼层材料为环氧树脂和多乙烯多胺固化体系时,当固化剂多乙烯多胺含量(质量比)为13%时,此时材料的阻尼性能相对较好,损耗因子能够达到0.85以上;(2)当选择阻尼层材料为环氧树脂和多乙烯多胺固化体系时,随着阻尼层材料厚度的增加,体系损耗因子反而减小,损耗因子最大峰值为0.5688,体系整体插入损失峰值能够达到近-20dB,且整体平均插入损失都在-15dB以下;(3)当阻尼层材料选择为纤维增强环氧树脂阻尼材料时,随着阻尼层材料厚度的增加,各阶阻尼损耗因子都呈现出逐渐增大的趋势,损耗因子最大峰值为0.3542,体系整体插入损失峰值能够达到近-20dB,且整体平均插入损失都在-15dB以下;(4)当选择钢片作为约束层材料时,约束阻尼材料整体损耗因子比选择铝片作为约束层材料时损耗因子要大,差值在0.1左右;(5)新型带槽扩展层的约束阻尼结构的阻尼性能比起只增加无槽扩展层的约束阻尼结构和没有增加新型带槽扩展层的约束阻尼结构的阻尼性能都要好。损耗因子差值能够达到0.5以上。


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