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1、NVH与汽车发展长春一汽实业合成材料有限公司孙大伟未来整车发展趋势舒适低噪音低振动驾驶平稳NVH低成本清洁能源轻量化可回收利用环保安全吸能车身骨架增强市场的需求及NVH机理随着振动及噪声危害逐渐被人们认识,要求减振降噪的呼声日益高涨。作为噪声及振动控制的主要方法之一，粘弹性阻尼减振技术特特别适合于宽频多峰共振响应的控制，而宽频多峰共振则正好是现代飞机、舰船、汽车等行业亟待解决的问题，因此这种减振技术引起了广泛的重视，并开始得到应用。粘弹性阻尼减振技术，是利用高分子材料受到外部交变应力时，通过高分子链内部或链之间的内摩擦将机械能转化为热能而消耗,从而达到减振降噪的目的。
2、对该项技术来说,阻尼材料是核心。围绕着开发高性能的新型阻尼材料，人们进行了不懈的努力。汽车噪声来源分析进排气系统噪音风扇噪音发动机噪音传动系统噪音轮胎噪音制动噪音车身结构噪音气动噪音吸气发动机风扇轮胎排气风阻传动制动结构汽车噪音方面控制改善汽车需要从设计时考虑以下原因：提高零部件加工精度和装配质量，减少运动噪声改进发动机结构、提高激振频率…改善悬挂系统，阻断振动传递改善车身结构，提高刚度，提高一阶模态解决车身钢板振动低频噪音时需要考虑以下措施：采用吸音、吸振材料精细密封、采用隔音、隔振材料根据车身二阶模态频率设定相应的阻尼、减振材料采用加强板对钢板补强、改变激振形态自
3、由阻尼：其作用机理,一般认为是基体与填充物界面间的滑移所造成的。束缚阻尼：是在体系内的动能转变为热能的过程。产生阻尼的原因1974年美国科学家Sperling将IPN材料引入阻尼材料研究领域以来,IPN一直是研究的热点之一。互穿聚合物网络(InterpenetratingPolymerNetworksIPN)是由两种或者两种以上交联聚合物的共混物。该类聚合物材料具有强迫互容、界面互穿、双相连续、协同作用等独特的结构与性能特征,形成物理互锁,从而得到玻璃化转变区温度范围宽、阻尼峰高的阻尼材料。互穿聚合物网络阻尼材料阻尼材料在特定频率下其性能随温度变化的典型曲线衡量材料阻
4、尼特性的参数是材料的损耗因子(β)。其定义为β=G″/G′=tgα。式中,α是材料受激励后,应变滞后于应力的相位角;G′和G″分别是材料复合剪切模量的实部和虚部。阻尼材料消耗的能量正比于G′和β的乘积,与阻尼材料的减振降噪有关,因此G′和β是衡量阻尼材料的一般性能指标。阻尼材料在特定温度范围内有较高的阻尼性能。阻尼性能随温度变化的原因这种复合阻尼结构如图所示，与自由阻尼结构相比，它的不同在于基本弹性层与阻尼层之间加了隔离层，隔离层的特点是用轻质高刚度的材料制造(如硬质泡沫塑料、纸蜂窝。铝峰窝等)。当基本弹性层产生弯曲振动时此隔离层有类似于杠杆的放大作用，这样便可增加拉
5、压变形，从而增加阻尼层材料能耗。因此，该隔离层又称为扩变层。具有隔离层的复合阻尼结构图5吸收低频振动的复合阻尼结构中间的泡沫却不是高刚度材料，而是较软的聚氨酯泡沫。该种结构与一般的自由阻尼结构相比，更适合于低频振动。一般的阻尼结构,是靠它的阻尼层材料随基本弹性层的伸缩运动来消耗能量的,但如果基本弹性层作的是低频振动，这种方法常常失效。因此,有人就想出了图中所示结构,在此结构中,首先泡沫层的有效使用频率就要比普通阻尼层更低,故它加到普通阻尼层下边之后,自然使整个结构适用频率更低。此外重要原因是:该泡沫层就相于一根很软的弹簧,而普通阻尼层就相当于一个质量块,故其本身就构成
6、质量弹簧减振系统,根据隔振理论,其有效隔振频率范围为ωE2P,式中P为质量弹簧的固有频率,可由下式求出:p=k/m式中m为上层普通阻尼材料的质量,k为泡沫层的刚度,只要泡沫层很软,就意味着P很小,有效隔振频率就更低。适当选择质量及弹簧,便可控制有效隔振频率范围。图6给出了只有普通阻尼层、只有泡沫层以及它们组成复合阻尼结构之后，损耗因子与频率的关系，从图可看出,复合阻尼结构的损耗因子在很宽的范围内,一直保持较大数值,即有效使用频率既低又宽。类似的结构还有上层用阻尼较小但强度较高的天然胶,下层用阻尼较高但强度较低的丙烯腈-异戊二烯橡胶组成的复合阻尼结构,倨报道这种阻尼结构
7、适用频率范围也很宽。目前的理论普遍认为：聚合物基阻尼复合材料的阻尼主要来自于基体材料的粘弹性和增强纤维与基体界面的滑动。图6损耗因子与频率关系传统聚合物阻尼材料的吸振机理基于粘弹阻尼,所以其适用温度和阻尼性能强烈依赖于聚合物的玻璃化转变温度，上世纪90年代,日本东京工业大学住田雅夫教授提出将导电炭黑与压电陶瓷粒子填充到聚合物基体中,制备导电压电型阻尼复合材料的设想。由于该类复合材料的吸振机理基于振动机械能→电→热能的转换损耗而非传统的粘弹阻尼,故不依赖于聚合物基体的玻璃化转变,这将大大拓展阻尼复合材料范围，理论上可以用任何一种聚合物作为基体,具有传统
