2008年环保工程师讲义之隔振工程(四)
三、阻尼材料的性能及应用技术
1、阻尼材料
阻尼减振降噪的技术基础是材料和结构的阻尼耗能特性。要充分发挥材料的阻尼作用,必须掌握材料的阻尼特性和机械特性,研究材料阻尼的形成机理和影响因素,开发新的、适用的阻尼材料和阻尼结构。阻尼材料分类见表5-2-35。
(1)黏弹类阻尼材料
黏弱类阻尼材料是目前应用最为广泛的一种阻尼材料,可以在相当大的范围内调整材料的成分和结构,从而满足特定的温度和频率的要求,并有足够的阻尼耗损因子。可分为橡胶类、沥青类、塑料类等。
(2)阻尼涂料
阻尼涂料由高分子树脂加入适量填料和辅料配制而成,是一种可以涂敷在各种金属板状结构表面上的,具有减振、降噪、绝热和一定密封性能的特种涂料,可广泛应用于飞机、船舶、车辆和各种机械的减振。
(3)沥青型阻尼材料
沥青型阻尼材料的基本配方以沥青为基材,配以大量无机填料混合而成,必要时加入适量塑料、树脂和橡胶等。在汽车、拖拉机、纺织机械和航天等行业使用较多,特别是在性能要求较高的车型中使用特别广泛。大致分为以下四种类型:
①熔融型:此种板材熔点低,加热后流动性好,能流遍整个汽车底部构件,在汽车烘漆加热时一并进行加热。
②热熔型:在板材的表面有一层热熔胶,以便在汽车烘漆加热时热熔胶融化黏合,它一般用做汽车底部内衬。
③自黏型:在板材的表面涂上一层自粘型压敏胶。并覆盖隔离纸,一般用在汽车顶部和侧盖板部分。
④磁性型:在板材的配方中填充大量的磁粉,经过充磁机充磁后具有磁性,可与金属壳体贴合,一般用在车门部位。
沥青型阻尼材料的结构耗损因子随厚度的增加而增加。
上述几种阻尼材料虽然具有很大的阻尼耗损因子和良好的减振效果,但它们最大缺点是本身的刚度小,因此不能作为机器本身的结构件,同时在一些高温场合也不能应用。
(4)阻尼合金
阻尼合金又称减振合金,俗称哑铁,阻尼合金具有良好的减振性能,即是结构材料又有高阻尼性能。大阻尼合金。
噪声与振动控制工程中选用的减振合金具有阻尼性能好,兼有钢铁良好的硬度性能,易于机械加工,具有耐腐蚀、耐高温和成本低等多项综合指标。
(5)复合型阻尼金属板材
在两块钢板或铝板之间夹有非常薄的黏弹性高分子材料,就构成复合阻尼金属板材,这种结构的强度由各基体金属材料保证,阻尼性能由黏弹性材料和约束结构加以保证。金属板弯曲振动时,通过高分子材料的剪切变形,发挥其阻尼特性,不仅损耗因子大,而且在常温或高温下均能保持良好的减振性能。
复合型阻尼金属板材的优点有如下五点:
①振动衰减特性好,耗损因子一般在0.3以上。
②机械性能好,复合型阻尼金属板材的屈服点、抗拉强度等机械品质与同厚度普通金属板大致相同。
③耐热耐久性好,板材夹层采用特殊的树脂,即使在 的空气中连续加热1000h,各种性能也不劣化。
④焊接性能好,焊缝性能与普通钢相同。
⑤具有阻燃、耐腐蚀、耐水、耐油、耐寒、耐冲击、耐高温等优点。
(6)其他阻尼材料
由橡胶型闭孔泡沫阻尼材料复合大阻尼压敏黏和剂与防黏纸组成,具有良好的抗冲击、隔热、隔声等性能,可用于抑制航天、航空、船舶的薄壁结构的振动控制及液压管道的减振。
高温条件下,常用的阻尼材料是玻璃状阻尼陶瓷和细粒玻璃。还有抗静电阻尼材料。
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