材料阻尼性能測(cè)試方案

1、材料阻尼性能測(cè)試方案試驗(yàn)?zāi)康模罕敬卧囼?yàn)主要是對(duì)金屬板試樣,以及阻尼材料和金屬板組成的復(fù)合試樣,分別進(jìn)行共振測(cè)試,測(cè)試計(jì)算出金屬板試樣的彎曲模量和損耗因數(shù),以及復(fù)合試樣的損耗因數(shù)和阻尼材料的復(fù)彎曲模量；通過(guò)共振測(cè)試方法,對(duì)均勻和分層均勻的材料,測(cè)定材料阻尼性能,測(cè)量結(jié)果可為聲學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和噪聲振動(dòng)限制設(shè)計(jì)提供依據(jù),也可用于評(píng)價(jià)各種復(fù)合結(jié)構(gòu)試樣的振動(dòng)阻尼效果.試驗(yàn)原理：本次試驗(yàn)采用矩形條狀試樣,所提及共振測(cè)試方案,測(cè)試方法分兩種： 方法 A A 是將試樣垂直安裝,上端剛性?shī)A定,下端自由,簡(jiǎn)稱(chēng)懸臂梁方法； 方法 B B 是將試樣水平安裝, ,用兩條細(xì)線在試樣振動(dòng)結(jié)點(diǎn)位置上懸掛, ,簡(jiǎn)稱(chēng)為自由梁方法.懸

2、臂梁法適用于大多數(shù)類(lèi)型的材料,包括較軟的材料,自由梁法適用于測(cè)試剛硬挺直的試樣,對(duì)于較軟的材料,應(yīng)貼在金屬板上做成復(fù)合試樣進(jìn)行測(cè)試.本次試驗(yàn)所用測(cè)試系統(tǒng)包括鼓勵(lì)、響應(yīng)、和記錄三局部組成,利用數(shù)采系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生器模塊鼓勵(lì),對(duì)試樣施加簡(jiǎn)諧鼓勵(lì)力,由響應(yīng)傳感器測(cè)試試樣的振動(dòng)信號(hào),經(jīng)放大后接入數(shù)采系統(tǒng)記錄,保持恒定的鼓勵(lì)力,連續(xù)改變頻率,測(cè)出試樣的速度彎曲共振曲線.根據(jù)彎曲共振頻率和共振峰寬度,共振峰頻寬取法類(lèi)似半功率點(diǎn)法計(jì)算出儲(chǔ)能彎曲模量和損耗因數(shù).試驗(yàn)裝置：1 1、量具：游標(biāo)卡尺：用于測(cè)量試樣長(zhǎng)度,最小分度應(yīng)為不大于 0.05mm0.05mm；螺旋測(cè)微器：用于測(cè)試試樣的寬度和厚度,最小分度應(yīng)不大于

3、0.002mm0.002mm；天平；溫度計(jì)：分辨率應(yīng)到達(dá) 0.10.1 攝氏度；說(shuō)明：試件的長(zhǎng)度和厚度等也可以在提供試樣時(shí)提供詳細(xì)的指標(biāo)參數(shù).2 2、測(cè)試支架：懸臂梁或自由梁測(cè)量支架應(yīng)注意預(yù)防外界機(jī)械振動(dòng)干擾并符合一定要求：(1)(1)、測(cè)量裝置的固有頻率應(yīng)遠(yuǎn)離測(cè)試頻率范圍,測(cè)量支架應(yīng)有重的基座；(2)(2)、懸臂梁測(cè)量支架的夾具應(yīng)有足夠的火持力,預(yù)防產(chǎn)生度假的摩擦阻尼；(3)(3)、自由梁測(cè)量支架的懸線應(yīng)柔細(xì),長(zhǎng)度不宜短于 30cm,30cm,推薦使用絲線或者棉線；3 3、測(cè)試儀器及傳感器本次試驗(yàn)使用 DH592DH5922 2 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),配置信號(hào)發(fā)生器模塊,1301301 1 掃頻

4、信號(hào)發(fā)生器及非接觸式激振器,和非接觸式磁電式速度傳感器(這個(gè)正在找);4 4、其他恒溫箱： 沿試樣長(zhǎng)度方向的溫度要均勻,不均勻度應(yīng)不超過(guò)土 1 1 攝氏度,在每次測(cè)量過(guò)程中,溫度應(yīng)保持穩(wěn)定.變溫測(cè)量時(shí),升溫速率應(yīng)平穩(wěn)可控.四、試樣試樣制備應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)要求提供.懸臂梁方式的復(fù)合試樣,應(yīng)保存 20mm-25mm20mm-25mm的根部沒(méi)有待測(cè)材料,以便夾緊,或者可以加工成加厚的金屬根部.五、試驗(yàn)程序：1 1、測(cè)量材料密度2 2、測(cè)量試樣的橫截面尺寸3 3、安裝試樣懸臂梁方式時(shí),在測(cè)量支架的夾具夾緊試樣后,測(cè)量試樣的自由長(zhǎng)度；自由梁方式,應(yīng)注意先測(cè)量試樣長(zhǎng)度,計(jì)算出各階節(jié)點(diǎn)到試樣末端的距離； 再懸掛試樣

5、,主要在不同階的共振方式上測(cè)試時(shí),應(yīng)水平懸掛在對(duì)應(yīng)階數(shù)的節(jié)點(diǎn)位置上；4 4、傳感器安裝和激振器安裝5 5、溫度調(diào)節(jié)6 6、測(cè)量記錄7 7、其他對(duì)于復(fù)合試樣試驗(yàn),用復(fù)合試樣方式測(cè)量阻尼材料的復(fù)彎曲模量,應(yīng)分兩步進(jìn)行：A)A)測(cè)量金屬基板的共振頻率和儲(chǔ)能彎曲模量；B)B)制成復(fù)合試樣后再測(cè)共振頻率和共振峰寬度；由二次測(cè)量的數(shù)據(jù),按公式即可計(jì)算出阻尼材料的復(fù)彎曲模量六、結(jié)果計(jì)算1 1、均勻試樣：其彎曲模量和損耗因數(shù)由以下公式計(jì)算：E Ef44(3(3) )1/2l l2/h/h2(f(fi/k/ki2) )2(1)(1)tanffi/fi(2)一一E EfE Eftantant(3)(3)式中：,E

6、 Ef儲(chǔ)能彎曲模量,Pa；E Ef損耗彎曲模重,Pa；tanf彎曲損耗因數(shù);試樣材料密度,kg/m3;l l在自由梁方式時(shí)為試樣長(zhǎng)度,在懸臂梁方式時(shí),那么為試樣自由長(zhǎng)度,m m; ;i i共振階數(shù)；h h試樣厚度,m;fi第i i階共振頻率,Hz；fi第i i階共振峰寬度,Hz；.2ki第i i階共振時(shí)的數(shù)值計(jì)算因子；2 2、復(fù)合試樣將阻尼材料粘帖在金屬板的一面,是工程上常用的自由阻尼結(jié)構(gòu)形式,復(fù)合試樣的損耗因數(shù)和阻尼材料的復(fù)彎曲模量由以下公式計(jì)算：D/0(4)Th/h0(5)u(1DT)(fcfi)2(6)(6)v46T4T2fci復(fù)合試樣第i i階共振頻率；E Ef阻尼材料的儲(chǔ)能彎曲模量,

7、Pa；E Ef0金屬基板的儲(chǔ)能彎曲模量,Pa；tant阻尼材料的損耗因數(shù);D D密度比;阻尼材料的密度,kg/m3;0金屬材料白密度,kg/m3;h h阻尼層厚度, ,金屬板厚度, ,出復(fù)合試樣的損耗階數(shù)金屬板的儲(chǔ)能彎曲模量 E E；.可以使用1 1計(jì)算出,代入1010, ,計(jì)算出阻尼材料的儲(chǔ)能彎曲模量 EfEf, ,將結(jié)果和8 8代入1111, ,可以計(jì)算出阻尼材料的損耗因數(shù)tant,這樣就可以計(jì)算出阻尼材料的復(fù)彎曲模量.E EftanE Ef/E/Ef0fcifciE Efo(uv)(uv)、,(uv)uv)24T4T2(1u)(1u)2T2T31MT14MT6MT24MT3M2T4cMT_2_32_436T4T2MTMT式中