粘彈阻尼減振降噪材料的阻尼性能及約束阻尼結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、青島市地質(zhì)條件較為復(fù)雜，總體上地基屬于巖漿巖(花崗巖)型硬路基結(jié)構(gòu)，使得地鐵運(yùn)營(yíng)時(shí)的振動(dòng)和噪聲相比其它城市的軟路基而言要強(qiáng)烈得多。針對(duì)這一問(wèn)題，本文研究了一種粘彈阻尼材料，并將約束阻尼減振降噪機(jī)理引入軌道交通，主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　 第一，動(dòng)態(tài)粘彈譜儀(DMA)研究提示出粘彈阻尼材料的硬段種類、硬段含量和頻率、溫度、氣泡等是影響其阻尼損耗因子、損耗模量、儲(chǔ)能模量等阻尼性能的主要因素。通過(guò)調(diào)節(jié)粘彈性阻尼材料的硬段種類及含量

2、可以調(diào)整阻尼損耗因子峰值及阻尼溫域。隨預(yù)聚物硬段含量的增加，試樣的峰值溫度逐漸升高，阻尼損耗因子略微下降，但阻尼溫域變寬。阻尼材料在5Hz、33.3Hz和50Hz三個(gè)頻率下的阻尼損耗因子變化規(guī)律顯示，阻尼損耗因子隨著溫度升高呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后下降的現(xiàn)象；隨著頻率的增大，損耗因子的峰值點(diǎn)向高溫移動(dòng)，損耗因子的峰值趨于增大，阻尼溫域也在加寬。粘彈材料的損耗因子在-80℃～10℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高材料的損耗因子由0.1上升到最大值0.75，在10

3、℃～50℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高損耗因子下降到0.45，在50℃～100℃范圍內(nèi)保持0.45的穩(wěn)定值，呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。氣泡的存在會(huì)使得材料的阻尼損耗因子峰值向低溫區(qū)域偏移，但最大阻尼損耗因子并未有明顯變化，脫泡后的阻尼材料損耗因子峰值會(huì)向高溫移動(dòng)，但峰值變化不大。
　　 第二，約束阻尼結(jié)構(gòu)復(fù)合阻尼性能影響因素研究，包括阻尼層厚度、不同阻尼材料對(duì)阻尼結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果表明：約束阻尼結(jié)構(gòu)層與層之間結(jié)合越密實(shí)，復(fù)合損耗因子越高

4、，減振效果越優(yōu)。在一階、二階和三階頻率，相比于50％密實(shí)的結(jié)構(gòu)，100％密實(shí)結(jié)構(gòu)的一階、二階和三階頻率復(fù)合損耗因子分別提高了0.1293、0.04347和0.00645。約束阻尼結(jié)構(gòu)在1Hz-1000Hz頻率范圍內(nèi)具有優(yōu)異的減振性能，并且涂層越薄，其減振效果越好。與無(wú)阻尼結(jié)構(gòu)、環(huán)氧樹脂約束阻尼結(jié)構(gòu)和粘彈性約束阻尼結(jié)構(gòu)相比，在一階、二階和三階頻率下，粘彈性阻尼結(jié)構(gòu)的復(fù)合損耗因子分別是無(wú)阻尼結(jié)構(gòu)和環(huán)氧樹脂阻尼結(jié)構(gòu)的7～22倍，粘彈性阻尼結(jié)構(gòu)

5、具有最優(yōu)的復(fù)合阻尼性能。在3.15Hz-3150Hz頻率范圍內(nèi)，粘彈性阻尼結(jié)構(gòu)減振性能最好。在200Hz時(shí)，粘彈性阻尼結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度級(jí)為47.532dB，相比環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)降低了2.81dB，相比于環(huán)氧基阻尼結(jié)構(gòu)降低了4.048dB，相比于無(wú)阻尼結(jié)構(gòu)降低了7.681dB。
　　 粘彈性阻尼結(jié)構(gòu)振動(dòng)衰減最迅速，且持續(xù)時(shí)間短。由復(fù)合結(jié)構(gòu)的時(shí)域波形可以得出，粘彈阻尼結(jié)構(gòu)最大振幅僅為為269.402 mm/s2，比無(wú)阻尼結(jié)構(gòu)和環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)

6、要小，且振動(dòng)衰減迅速，持續(xù)時(shí)間僅為0.03s。
　　 第三，粘彈性阻尼材料基材處理系統(tǒng)的粘結(jié)性能研究，包括表觀質(zhì)量和溫濕度對(duì)粘結(jié)性的影響。研究結(jié)果表明：Qtech-112基材處理系統(tǒng)對(duì)混凝土表面的缺陷具有良好的封閉作用；與混凝土的附著力隨溫度升高而升高，分別可達(dá)到6.13MPa、6.83MPa和6.39MPa；與混凝土的附著力隨濕度變化較復(fù)雜，Q-1和Q-2對(duì)混凝土的附著力隨環(huán)境濕度的增加先升高后降低，先升高到7.27MPa和6