浅谈汽车用阻尼材料阻尼系数的测试方法.pdf

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1、SHOPSOLUTION生产现场浅谈汽车用阻尼材料阻尼系数的测试方法贵阳联洪合成材料厂徐丰辰李洪林刘福阻尼系数是衡量阻尼材料减振f(t)=fmsinωt式（4）中G'的幅值G'm和α用}（1）性能的重要指标，也是工程上选择δ(t)=δmsinωt式（5）计算。由图1可直观地看出阻尼材料的主要依据。测定阻尼材式中，f(t)为结构试件受到的激励信该结构试件动态响应的幅值G'm和产料的阻尼系数，就是用工程的方法号，mV；δ(t)为结构试件产生的生的滞后角α。22测定阻尼材料的滞后角。介绍了有动态位移响应信号，mV；fm为激励G'm=(Gcosα)+

2、(Gsinα)关的测试原理及悬臂梁法、自由梁信号峰值，mV；δm为响应信号峰Gsinα}（5）α=arctan法、自由衰减法和阻抗法等常用的值，mV；ω为正弦信号的角频率，Gcosα测试方法。rad/s。阻尼材料也称粘弹性阻尼材结构试件动刚度（G）的定义是料，一般由高分子材料和一些填料对试件施加的激励力与试件产生的组成，其最大特征是具有粘弹性。响应的比值，见式（2）。阻尼材料受到外力激励后，由于粘f(t)fmG==常数（2）弹性的存在，其产生的响应必然滞δ(t)δm图1动态响应的幅值和滞后角后于激励力。这种滞后可以量化为式中，G为结构试件激励

3、响应同步动滞后角，因此滞后角的大小就表征刚度。图1中的幅角α是表征材料阻尼了该材料的阻尼性能，即阻尼耗能式（1）和式（2）描述的是试性能的滞后角，数值上等于G'的虚的能力。将阻尼材料粘结在车身表件的理想化状态，这种状态实际上部与实部之比的反正切函数，其正面，通过耗散车身振动能量，达到是不多见的。一般的情况是结构试切函数就定义为该材料结构试件的减振目的。这种方法不改变车身声件存在阻尼耗能，此时激励力f(t)与阻尼系数，工程上一般用η来表示,辐射特征，却能有效控制车身振动动态位移响应δ(t)之间便不能保持即：水平，从而使噪声减小。车身振动相同的相

4、位，而是动态位移响应f(t)Im[G']η=tanα=（6）噪声的大小与其自身结构、阻尼材要滞后于激励力δ(t),计算公式见式Re[G']料的阻尼性能密切相关。在外界激（3）。式中，η为材料结构的能量阻尼系励相同的情况下，阻尼材料的阻尼f(t)=fmsinωt数；Im[G']为G'的虚部；Re[G']为G'}（3）系数越大，结构振动越弱、噪声越δ(t)=δmsin(ωt-α)的实部。低。因此在汽车减振降噪工程中，式（3）中，α是响应的滞后角度。另一方面，从结构试件振动时选择阻尼材料是非常重要的。由于α的存在，结构试件的动刚度的能量损耗分析，也

5、可得出相同的已不是简单的常数,而是复数，用G'结论。结构试件在f(t)作用下的损耗1测试原理表示，计算公式见式（4）。能量ΔW可表示为式（7）、结构的设当一个结构试件受到正弦稳f(t)fm弹性变形能W表示为式（8）。jαjαG'==e=Ge=1态电压f(t)之后，就会产生动态位移δ(t)δmΔW=fmδmsinα（7）21响应δ(t)。若这一结构试件没有阻G(cosα+jsinα)（4）W=2fmδmcosα（8）尼存在，则f(t)及其位移响应δ(t)是式中，G'为结构试件激励响应非同ΔW与W的比值就是结构试件的同频、同相的，见式（1）。步动

6、刚度；α为激励响应的滞后角阻尼系数，见式（9）。度，（°）。2008年第8期汽车工艺与材料AT&M63SHOPSOLUTION生产现场1ΔWf2mδmsinαsinα频率基本不变。另一方面，共振曲响应，都是反映该系统特性的多个===Wf1mδmcosαcosα线的带宽（即共振曲线两侧下降到单自由度系统响应的叠加。因此，2tanα=η（9）峰值的0.707倍（3dB）时的频率在某阶共振频率下，其相对应的该可见，α越大，η也越大。差）在增加，也就是位移（滞后角阶振动响应特别大，以至于可以忽基于上述分析，η既是结构刚α）在增加。因此，可以通过结构略

7、其他各阶振动响应，就可以用该度复量中虚部与实部之比，又是系试件在共振时的共振频率与其相应阶振动响应代替系统的总响应。测统振动时的弹性变形能与损耗能之的带宽，来确定试件的阻尼系数这定阻尼系数的结构试件一般选择其2比。从阻尼的实效上看，η所代表种方法工程上称半功率带宽法，计阶共振频率，因2阶共振频率具有较的物理意义是系统能量的损耗，所算公式见式（10）。大的振动响应和较稳定的振幅。以η也称能量阻尼系数。fH-fLΔfη==（10）3测试方法在实际测试中，由于结构试件fnfn在振动中的能耗十分微小，因此直式中，η为材料结构的能量阻尼系3.1悬臂梁法

8、接（即通过耗能比）测定阻尼系数数；fH为频率升高时，振幅下降3dB悬臂梁法采用弯曲共振曲线的方法一般不容易实现，工程上可时的频率，Hz；fL为频率减小时，（频率-振