基于一種新型粘彈性阻尼材料的約束阻尼結(jié)構(gòu)性能表征及其ANSYS分析.pdf

1、本文以青島在建的地下鐵路為背景，采用FTIR、DSC、DMA表征了一種新型粘彈性阻尼材料，然后分別測(cè)試了砂漿板和鋼條的彈性模量和泊松比，利用不同的方法測(cè)試了以砂漿板和鋼條為基材的約束阻尼結(jié)構(gòu)的減振性能。結(jié)合ANSYS有限元分析，研究了此種約束阻尼結(jié)構(gòu)在減振降噪中的重要性。研究結(jié)論如下：
　　首先，F(xiàn)TIR研究表明，所試新型粘彈性阻尼材料在1670cm-1～1800cm-1附近出現(xiàn)C=O的振動(dòng)吸收峰，圖譜中并沒出現(xiàn)NCO的振動(dòng)吸收峰

2、，說明試樣已經(jīng)反應(yīng)完全。DSC研究證實(shí)，試樣的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-50℃左右，其在240℃附近開始發(fā)生分解。DMA表明，25℃時(shí)，損耗因子tanδ在66Hz出現(xiàn)最小值，頻率超過165Hz后，tanδ>0.3，頻率越高，損耗因子越高。在較高頻率下，粘彈性阻尼材料tanδ>0.3的阻尼溫域與環(huán)境溫度相一致，阻尼性能也較好。
　　其次，以砂漿板和鋼條為基材的約束阻尼結(jié)構(gòu)的減振性能研究結(jié)果表明，砂漿板的彈性模量為2.69e10Pa，泊松比為

3、0.3。鋼條的彈性模量為2.01e11Pa，泊松比為0.28。通過敲擊振動(dòng)試驗(yàn)分析了阻尼層分別為1mm、2mm、3mm、4mm的以砂漿板為基材的約束阻尼結(jié)構(gòu)的減振性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果得，在-250Hz～3500Hz頻率范圍內(nèi)，1mm阻尼層厚度的約束阻尼結(jié)構(gòu)的減振性能最好。通過懸臂梁振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)試了阻尼層厚度為1mm、1.5mm、2mm的鋼基材約束阻尼結(jié)構(gòu)的減振性能，結(jié)果得其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)阻尼比分別為17.8660％、19.9202％、20.6638

4、％，因此知阻尼層為2mm的鋼基材約束阻尼結(jié)構(gòu)的減振性能最好。由于實(shí)驗(yàn)條件限制，阻尼層不能做到更薄或者更厚，因此只有借助ANSYS有限元分析軟件來進(jìn)一步分析改變約束層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)的減振性能影響的規(guī)律。
　　最后通過ANSYS有限元分析來對(duì)兩種約束阻尼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析和瞬態(tài)分析，通過模態(tài)分析，得到了砂漿板約束阻尼結(jié)構(gòu)和鋼基材約束阻尼結(jié)構(gòu)的共振圖形和共振頻率。通過瞬態(tài)分析知阻尼層為1mm的砂漿板約束阻尼結(jié)構(gòu)的減振性能最好，阻尼層為2mm