高分子阻尼材料制備及約束阻尼結(jié)構(gòu)的設(shè)計.pdf

1、阻尼是指系統(tǒng)損耗能量的能力，是衡量控制振動和噪音能力的重要手段。當(dāng)前對阻尼減振的研究，一方面是研制高阻尼的材料。另一方面是設(shè)計減振結(jié)構(gòu)。論文圍繞寬溫域高分子阻尼材料的制備、約束阻尼結(jié)構(gòu)的設(shè)計展開研究。 從聚氯乙烯(PVC)聚合度、硫化體系、炭黑種類、增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)用量方面考察丁腈橡膠(NBR)/PVC互容體系的阻尼性能。通過調(diào)節(jié)組分比，NBR/PVC(70/30)體系損耗因子(tanδ)≥0.5的阻尼溫域最寬(

2、-16～34℃)，非常適用于日常溫度范圍。在此基礎(chǔ)上，考察NBR/PVC/AO-80三元共混體系，該體系只出現(xiàn)一個轉(zhuǎn)變峰。相比NBR/PVC體系，損耗因子峰位置向高溫移動，且tanδ峰值也大幅度提高。 氯化丁基橡膠(CIIR)、NBR和AO-80三元共混體系可形成CIIR相和NBR/AO-80相。調(diào)整NBR量，材料阻尼性能發(fā)生很大變化：當(dāng)CIIR為100份、AO-80為50份，NBR從20份增加到30份、100份時，NBR/AO

3、-80相從分散相到部分連續(xù)、變到連續(xù)相，該相的阻尼性能提高；而CIIR的“液-液”轉(zhuǎn)變(T<,Ⅱ>轉(zhuǎn)變)隨著NBR的增加而受到抑制，NBR為100份時已完全受到抑制。CIIR/NBR/AO-80/PSY四元共混體系，可形成CIIR/PSY相和NBR/AO-80相。PSY可以有效改善兩相的阻尼性能，使CIIR的損耗因子峰向高溫移動，且tanδ大大增加，NBR/AO-80相損耗因子峰位置不變，但能提高tanδ值：兩損耗因子峰之間的阻尼性能也

4、大大改善。CIIR/NBR/AO-80/PSY(100/20/50/35)和CIIR/NBR/AO-80/PSY(100/30/50/50)體系tanδ≥0.5的溫域分別達(dá)98℃(-23℃～75℃)和105℃(-11℃～94℃)，非常適合在室溫或稍高溫度下使用，是很好的高分子阻尼材料。 通過Ansys有限元分析軟件，利用模態(tài)應(yīng)變能法的理論，計算約束阻尼結(jié)構(gòu)的固有頻率和結(jié)構(gòu)損耗因子，并與文獻(xiàn)解析計算結(jié)果做分析比較。結(jié)果表明，建立合

5、適的模型，處理好單元問題，能達(dá)到比較高的計算精度，可用于約束阻尼結(jié)構(gòu)固有頻率和結(jié)構(gòu)損耗因子計算?；诖耍A(yù)測高分子阻尼層材料的參數(shù)(包括厚度、模量、泊松比)和約束層厚度變化對約束阻尼結(jié)構(gòu)阻尼性能的影響規(guī)律，為高分子阻尼層材料的選擇和約束阻尼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供參考。 結(jié)構(gòu)損耗因子與阻尼材料的儲能模量、該固有頻率下的損耗因子關(guān)系密切。在所設(shè)計的結(jié)構(gòu)中，選取鋁材料做基層和約束層、七種高分子阻尼材料分別做阻尼層進(jìn)行比較，CIIR/NBR/A