阻尼材料阻尼性能的测试与计算.pdf

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1、7《橡塑资源利用》!""#$%&$’阻尼材料阻尼性能的测试与计算陈耀辉（天津市橡胶工业研究所，天津!""#""）摘要：用悬臂梁法与粘弹谱仪（()*+测出的材料本身的弹性模量和损耗因子应基本相同。但多年来大家习惯于使用粘弹谱仪（()*+测量材料本身的振动阻尼特性。很少使用悬臂梁共振法来测量材料本身的振动阻尼特性。且用悬臂梁法测量出来的数据误差较大。本文的目的在于通过计算机分析和样品的测量，找出了满足模量的变化!,!’"-、满足损耗因子变化!,!#-以及使用悬臂梁共振法来测量材料本身的振动阻尼特性，在一定的范围内代替粘弹谱仪（()*+，来满足工程研究需要的样品参数变化范围。关键词

2、：悬臂梁共振法；粘弹谱仪（()*+；模量；损耗因子前言验学会标准*:5);<#68/"、*:5);<#68’..90#1061。通常测量材料本身的粘弹特性使用粘弹谱仪理论上来说悬臂梁法与粘弹谱仪（()*+测出的（()*+，对于阻尼，入防振降噪工程使用的则使用材料本身的弹性模量和损耗因子应基本相同。悬臂梁共振法来测量其振动阻尼特性0’10!1。悬臂梁但多年来大家习惯于使用粘弹谱仪（()*+测量共振法通过测出复合板的弹性杨氏模量、弹性剪材料本身的振动阻尼特性。很少使用悬臂梁共切模量、损耗因子后，根据复合板的弹性杨氏模振法来测量材料本身的振动阻尼特性。其原因量、弹性剪切模量、损耗因

3、子经过数据处理可以算固然是一：粘弹谱仪（()*+可以自选频率范围出材料本身的弹性杨氏模量、弹性剪切模量、损耗对样品进行强迫振动来测复合板的弹性杨氏模因子。目前国内使用悬臂梁共振法来测量其振动量、弹性剪切模量、损耗因子，而悬臂梁共振法阻尼特性有两个国家标准：是采用自由共振法来测复合板的弹性杨氏模2345’67"68’..6091和2345’/!#/8!"""071，量、弹性剪切模量、损耗因子，频率不可以任意二者内容上大同小异，均等效采用美国材料与试可选。其二：二者测出的数据无法对上号是另一个主要原因。本文的目的在于通过计算机分析和样品的测作者简介：陈耀辉，男，天津市橡胶工业研究

4、所高级工程量，试图找出其原因。使用悬臂梁共振法来测量材师，自’./"年以来一直从事水下声学材料及阻尼材料性能测料本身的振动阻尼特性在一定的范围内代替粘弹量和研究。!""#$%&$’《橡塑资源利用》#谱仪（()*+，来满足工程研究的需要。同时旨在找8—阻尼材料厚度，F；出悬臂梁法测量存在的误差原因。需要指出的是,8"—自支撑材料的厚度，F。悬臂梁法测量存在的误差并非是指方法本身的误由以上可以看出：影响材料阻尼性能的样品差，而是指样品制作时和测量时样品夹紧的方式参数有以下几个：而引起的误差。此项工作，多年来一直未见有明确%阻尼层厚度；的说法，我们早就想做此工作，现将本文发表，以&

5、基板厚度；供大家参考，批评指正。’金属基板第1阶共振频率；在悬臂梁法中-’.-!.：(复合试样第1阶共振峰带宽；自支撑材料：!/0"/12/1)基板密度；自支撑材料弹性杨氏模量：*阻尼层密度；3045#46$+’2!7!28+!4/29!+!+1""11自由振动长度。复合试样的损耗因子：!:10"/:12/:1为了考察样品参数测量误差或对比试样的阻尼材料本身的弹性杨氏模量：制作误差对材料阻尼性能的影响，以(,G"5的30-4;,<+=!4;,<+!,5>!4’,;+.32!>6样品参数为基准，对各参数分别变化H!I、5I、:1阻尼材料本身的损耗因子：?I、GI、’"I，使用计

6、算机进行了计算。结果如!0!（’=)>）4’=5)>=?)>!=5)>6=)!>5+下：:12)>46=?>=5>!=!)>6=)!>5+(,G"5的基本参数：其中!:10"/:12/:1；样品尺寸：’G"J’"J’FFJFFJFF；;04’=(>+4/2/+!；自由层、厚度比：’：6FFKFF；:11<045=?>=5>!+；自由振动长度："$’?F；)03:1231；基板厚度："$""’"’F；(0$2$"；阻尼层厚度："$""6’LF；基板密度：L?""9E2F6；>0828"。阻尼层厚度：’6#"9E2F6；式中!:1—复合试样损耗因子；/:1—复合试样第1阶共振频率

7、，@A；基板共振频率：’M!$"#@A；/1—金属基板第1阶共振频率，@A；复合板共振频率：!"!$!#@A；"/1—金属基板第1阶共振峰带宽，@A；共振峰带宽上限：!!#$!#@A；"/:1—复合试样第1阶共振峰带宽，@A；共振峰带宽下限K’L"$!#@A。3:1—阻尼材料本身的弹性杨氏模量，BC；计算结果：3D—自支撑材料弹性杨氏模量，BC；基板：弹性模量：#$##3=’’BC；>—厚度比；损耗因子："$""6’。!—阻尼材料本身的损耗因子；材料：弹性模量：!$’!3=’’BC；(—密度比；损耗因子