约束层阻尼结构降噪性能的测试分析
阻尼效果测试实验报告
一、实验目的1. 了解阻尼现象的基本原理。
2. 测试不同材料对阻尼效果的影响。
3. 分析阻尼效果在不同频率下的变化规律。
二、实验原理阻尼现象是指系统在受到外界干扰时，其运动状态逐渐减弱直至停止的现象。
阻尼效果与材料、结构、频率等因素有关。
本实验通过测试不同材料的阻尼效果，探讨阻尼现象的基本规律。
三、实验材料与设备1. 实验材料：橡胶、塑料、木材、金属等。
2. 实验设备：振动台、数据采集器、计算机、频谱分析仪等。
四、实验步骤1. 将实验材料分别安装在振动台上。
2. 通过数据采集器记录不同材料的振动数据。
3. 利用频谱分析仪分析不同频率下的阻尼效果。
4. 比较不同材料在不同频率下的阻尼效果。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）橡胶材料在低频段的阻尼效果较好，高频段阻尼效果较差。
（2）塑料材料在低频段的阻尼效果较差，高频段阻尼效果较好。
（3）木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好。
（4）金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差。
2. 分析（1）橡胶材料具有良好的弹性，能够吸收振动能量，从而降低振动幅度，提高阻尼效果。
（2）塑料材料在低频段阻尼效果较差，可能是因为塑料材料在低频段难以发生弹性变形，无法有效吸收振动能量。
（3）木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好，可能是因为木材具有良好的弹性和一定的密度，能够有效吸收振动能量。
（4）金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差，可能是因为金属材料的弹性较差，难以吸收振动能量。
六、结论1. 阻尼效果与材料、结构、频率等因素有关。
2. 橡胶材料在低频段的阻尼效果较好，塑料材料在低频段的阻尼效果较差，木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好，金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差。
3. 本实验为阻尼效果的研究提供了实验依据，有助于优化材料选择和结构设计。
七、实验展望1. 进一步研究不同材料在不同温度、湿度等环境条件下的阻尼效果。
2. 研究阻尼效果与材料微观结构之间的关系。
影响约束阻尼结构阻尼性能的因素
影响约束阻尼结构阻尼性能的因素吕平;高金岗;李晶;伯忠维【摘要】采用自由梁振动法，研究阻尼层厚度、约束层材料及环境温度等三个变量，对约束阻尼结构阻尼性能的影响。
结果表明：阻尼层厚度在1 mm～4 mm 范围内，约束阻尼结构的阻尼性能随阻尼层厚度的增加而降低；约束层材料分别为钢板、大理石板、砂浆板时，约束阻尼结构的阻尼性能不同；低温、高温环境均使约束阻尼结构阻尼值变小；常温环境下，约束阻尼结构的阻尼值较大，复合损耗因子超过了0.154。
%Influence of the thickness of the damping layer, material of the constraint layer and the environment temperature on the damping performance of constraint damping structures is studied using the free bridge method. The results show that the damping effect of the constraint damping structure decreases with the increasing of the thickness of the damping layer in the range of 1 mm-4 mm of the damping layer thickness. Damping performance of the constraint damping structure is quite different for different constraint layer materials, such as steel plate, marble slab and mortar plate. Low temperature or high temperature environment can also deteriorate the damping performance of the constraint damping structure. The damping performance of the structure is good at the room temperature, and its hybrid loss factor can exceed 0.154.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】5页(P234-238)【关键词】振动与波;约束阻尼结构;减震降噪;复合损耗因子;振动极值【作者】吕平;高金岗;李晶;伯忠维【作者单位】青岛理工大学土木工程学院，山东青岛 266033;青岛理工大学土木工程学院，山东青岛 266033;青岛理工大学土木工程学院，山东青岛 266033;青岛理工大学土木工程学院，山东青岛 266033【正文语种】中文【中图分类】O328;TB123复合阻尼结构的包括自由阻尼结构和约束阻尼结构两种结构形式[1，2]。
约束层阻尼梁动力学特性研究_
约束层阻尼梁动力学特性研究目录目录 (1)第1章绪论.................................. 错误!未定义书签。
1.1课题研究的背景和意义 (4)1.2目前国外的研究现状 (7)1.3本文的研究思路及容 (11)第2章数值方法和基本理论......................... 错误!未定义书签。
2.1 精细积分算法.............................. 错误!未定义书签。
2.1.1引言................................. 错误!未定义书签。
2.1.2 精细积分法的基本原理................... 错误!未定义书签。
2.1.3指数矩阵的精细算法 (29)2.1.4精细积分法的研究现状................... 错误!未定义书签。
2.2 传递矩阵法................................. 错误!未定义书签。
第3章被动约束层阻尼梁的控制方程 (12)3.1 PCLD梁的控制方程 (12)3.2 粘弹阻尼层的剪切应变....................... 错误!未定义书签。
3.3 粘弹阻尼层的法向平衡方程................... 错误!未定义书签。
3.4 基梁和约束层的中面作用力................... 错误!未定义书签。
3.5 PCLD梁的整合一阶常微分矩阵方程............ 错误!未定义书签。
第4章被动约束层阻尼梁的动力学特性分析............ 错误!未定义书签。
4.1 精细积分法求解 ............................. 错误!未定义书签。
4.2方法验证 ................................... 错误!未定义书签。
4.3阻尼层厚度2h 和约束层厚度3h 对动力学响应的影响 错误!未定义书签。
黏弹性约束阻尼结构对车内噪声控制的应用
黏弹性约束阻尼结构对车内噪声控制的应用邢鹏;卢炽华;华林;邓松;苏卓宇;杜松泽【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(047)003【摘要】针对车辆壳体振动辐射噪声,在安静、平坦的柏油路面上进行实验车基本噪声测试,通过对测试结果的分析确定车内主要轰鸣声的转速范围.建立统计能量分析模型进行能量传递路径分析,确定车内噪声的主要来源.从阻尼材料的应用角度出发,对比分析顶蓬不同部位铺设条状阻尼的减振效果.研究结果表明:将黏弹性约束阻尼敷设在顶蓬前部能够有效抑制顶蓬振动产生的辐射噪声.【总页数】8页(P763-770)【作者】邢鹏;卢炽华;华林;邓松;苏卓宇;杜松泽【作者单位】武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北武汉,430070;武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心,湖北武汉,430070;武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北武汉,430070;武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心,湖北武汉,430070;武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北武汉,430070;武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心,湖北武汉,430070;武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北武汉,430070;武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心,湖北武汉,430070;武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北武汉,430070;武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心,湖北武汉,430070;武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北武汉,430070;武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心,湖北武汉,430070【正文语种】中文【中图分类】U491.9+1【相关文献】1.带有阻尼结构的车内噪声控制研究 [J], 周敬东;张三强;陈源;史铁林2.阻尼技术在客车车内噪声控制中的应用 [J], 党川3.航天器黏弹性约束阻尼结构频率响应分析方法 [J], 钱志英;阮剑华;张少辉;杨宝宁4.黏弹性约束阻尼复合材料研究进展 [J], 刘晓东;崔向红;李天智;苏桂明;姜海健;宋美慧;张晓臣;张伟君5.黏弹性约束阻尼结构的研究现状与应用 [J], 何鑫;陈凯华;何筱姗因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
敷设被动约束层阻尼封闭箱体结构声振特征分析
了 未敷 设 被 动约 束 层 阻 尼 箱体 和敷 设 被 动 约 束 层 阻 尼 箱 体 的声 一固耦
合模 型 前 五 阶 固有频 率 和损 耗 因 子 比较 ．
分析表 １ ： 知 箱体敷设被动约束层阻尼后 ， 固有频率增 大 ， 其损耗 因子不为 ０ 说 明振动过程中有能量 ，
阻尼 ， 具体 尺 寸 如 图 ２所示 ． 先 ， 首 利用 ＭＳ ．Ａ Ｒ Ｎ建 立箱 体 结 构 的有 限元 模 型 ， 体 结 构 和被 动 约 束层 ＣＰ Ｔ Ａ 箱
阻 尼 结构 的约束 层 采 用偏 置 的 Ｑ ａ４单 元 离 散 ，在 每 个单 元 节 点 上具 有 ３个 平 动 自由度 和 ２个 转 动 自由 ｕｄ
第 ２ ３卷 第 １ 期 ２１ ０ ２年 ３月
广 西 工 学 院 学 报 Ｊ ＯＵＲＮ ＵＡＮＧＸＩＵＮ ＶＥＲＳＴ ＥＣ ＡＬ ＯＦ Ｇ Ｉ Ｉ Ｙ ＯＦＴ ＨＮＯＬ ＯＧＹ
Ｖｏ ．３ １ Ｎｏ １ ２ ． Ｍａ＂２ １ ｌ ０２ ．
文章编号
１０ ．４ Ｏ ２ １ ） １ ０ ９０ ０４６ １ （０ ２ Ｏ ， ３ ．６ ０
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约束层
粘弹性层
层 ） 组成 的复 合 结构 ， 结 构 组成 如 图 １ 示 ． 而 其 所 分 析 敷 设 被 动 约束 层 阻尼 箱 体 结 构 耦 合 模 型 的 声 振 特 性 ， 仅 要 考 虑外 部 激励 的 影 响 。 要 考 虑 结 不 还
图 １ 被动约束层阻尼结构
的 自由振 动方 程 为 ：
０
，
【 ［＋ ０ Ａ ｐ ［ ［ ＪＵ 【 ］ － ／ ” ［Ｊ Ｊ ， ４ ［ ］ ］ ＋ ］］０ Ｍ ／ ｓ 【 ＝ ｐ＝
约束阻尼层和自由阻尼层
约束阻尼层和自由阻尼层是结构工程领域中常用的两种阻尼技术。它们被广泛应用于桥梁、高楼、大型机械设备等结构中，以提高结构的抗震性能和减少振动对结构的破坏。本文将分别介绍约束阻尼层和自由阻尼层的原理、应用以及在工程中的具体案例。
一、约束阻尼层
约束阻尼层，也称为有限元阻尼层，是通过在结构体系中引入阻尼器件来消散结构振动能量的一种方法。它的原理是将高阻尼特性的材料或装置安装在结构的关键部位，通过材料的内部摩擦和形变来消散振动能量。约束阻尼层的主要作用是抑制结构的共振，减小结构的振动幅值，从而提高结构的抗震性能。
二、自由阻尼层
自由阻尼层，也称为质量阻尼层，是通过在结构体系中引入质量块来改变结构的动力特性的一种方法。它的原理是通过质量块的惯性作用来改变结构的振动频率和阻尼比，从而减小结构的振动幅值。自由阻尼层的主要作用是改变结构的固有特性，使结构具有更好的抗震性能。
自由阻尼层的具体形式有很多种，常见的有质量块、质量球等。质量块是通过在结构中添加大质量的物体，利用物体的惯性作用来改变结构的振动特性；质量球则是通过在结构中放置球形物体，利用球体的质量和形状来改变结构的振动特性。
自由阻尼层在工程中也有广泛的应用。例如，在大型机械设备中，可以在机械设备的关键部位设置质量块，以改变机械设备的振动频率和阻尼比，提高设备的稳定性和工作效率；在建筑结构中，可以在楼层的顶部设置质量球，以改变楼层的振动特性，减小结构的振动幅值。
总结：
约束阻尼层和自由阻尼层是结构工程中常用的两种阻尼技术，它们通过引入阻尼器件或质量块来改变结构的振动特性，以提高结构的抗震性能和减少振动对结构的破坏。约束阻尼层主要通过消散振动能量来抑制结构的共振；自由阻尼层主要通过改变结构的固有特性来减小结构的振动幅值。这两种阻尼层在工程中有广泛的应用，可以根据具体的工程需求选择适合的阻尼技术，以提高结构的安全性和稳定性。
浅析阻尼材料阻尼性能测试方法
浅析阻尼材料阻尼性能测试方法【摘要】综合测定复合阻尼材料的阻尼性能，保证其对结构有缓冲振动冲击、噪声和疲劳破坏的作用，对促进复合材料的发展有着积极的意义。
本文结合试验展开探讨，使用科学合理的方法对比分析了玻璃纤维和碳纤维复合材料单向板试件阻尼，期望能给人们这方面有意的参考。
【关键词】阻尼；悬臂梁；纤维增强复合材料；试验0.引言随着我国经济的不断增长和科学技术的发展，各行各业对复合材料的使用越来越多。
但是由于复合材料的阻尼性能受到许多因素的影响，如何深入研究这些因素来提高复合材料的阻尼性能，更好地使用复合材料成为了人们关心的问题。
下面就通过试验对这方面进行相关的讨论分析。
1.理论预测模型预测正交各向复合材料梁的阻尼性能是由Adamset、Bacon和Ni-Adams开始研究的。
Ni-Adams通过考虑对称铺设复合材料梁的正应力ζ1、正应变ε1、剪切应变γ1及其耦合的影响，对阻尼元的模型进行了修改，提高了预报的精度。
主要考虑纤维角度和固有频率对于材料阻尼的影响。
Adams和Maheri同样使用了Adams-Bacon法对玻璃纤维和碳纤维层合板阻尼性能随着缠绕角度变化影响的研究。
Yim-Jang更多的使用了Adams-Bacon法研究各种类型的复合材料层合板面内剪切时的阻尼因子的情况。
2.实验分析复合材料阻尼性能与纤维角度、振动频率、树脂含量等多种因素有关，常用的测试方法有自由衰减法、相位法、振动法等。
2.1自由衰减法将所测试复合材料制成试样，测定试样底部响应衰减曲线，自由振动的振幅衰减速度和阻尼直接相关，用来衡量系统的阻尼特性。
以自由振动时相继两次振动振幅比值的自然对数表示阻尼：δ=In （1）自由衰减法的测设系统主要包括试样端部装置，激励信号系统和接受信号部分，由信号发生器通过电磁能转换器对试样施加激振力，然后由检测装置经信号放大器送入记录和分析仪器进行数据处理，计算阻尼因子。
2.2相位法通过测量频率而变化的相位差求的材料损耗因子的连续频率谱线。
219527532_粘弹性约束阻尼层结构的动力学性能研究
尼峰，其损耗因子在0. 1～0. 8之间，故丁基橡胶可
较好地应用于减振降噪领域。
采 用 式（8）对 扫 描 频 率 数 据 进 行 拟 合 以 表
征 丁 基 橡 胶 阻 尼 层 的 储 能 模 量 与 损 耗 模 量，从 图 3（b）可 以 看 出 ，分 数 阶 导 数 K - V 模 型 可 以 较 好 地
由 上 可 知，约 束 阻 尼 层 结 构 的 结 构 损 耗 因 子
与β，X，Y有关，当β和Y一定后，X的最优解（Xo）为
Xo =
1 ^1 + Y h^1 + b2h
（5）
结构损耗因子的最大值（ηmax）为
hmax
=
2
+
bY Y+
2/Xo
（6）
综 上 可 知：当 X ＜ Xo 时，增 大 粘 弹 性 材 料 的 E′
约束阻尼层结构的前6阶固有频率与阵型如
图5所示。 2. 2 谐响应分析
通过谐响应分析可以计算悬臂梁结构在频率
为50～2 050 Hz时受0.009 8 N周期性激励力的稳态
30
50
ຝऎć
（a）温度扫描（频率5 Hz）
10 1
8
ഽ᧢MPa
6
4 2
2
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 70
0
50
100
150
200
ᮨဓHz
1—E′ ；2—E″ 。
（b）频率扫描（温度30 ℃）
图3 丁基橡胶阻尼层材料的动态力学性能 Fig. 3 Dynamic mechanical properties of butyl rubber
约束阻尼板结构模态实验及阻尼特性研究
约束阻尼板结构模态实验及阻尼特性研究
王金朝;王志强;徐宁;任彤
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】2018(38)6
【摘要】约束阻尼结构可在较宽的频带范围内抑制结构振动,已在机械和交通等领域得到广泛应用.采用多输入多输出(MIMO)的锤击法,对一种约束阻尼板进行模态实验,通过参数识别得到其固有频率、振型及模态阻尼.通过模态实验和有限元结果的相互对比,验证了模态测试结果的可靠性.在此基础上,对敷设黏弹性阻尼的悬臂板结构进行阻尼特性研究,讨论材料参数和结构参数对模态阻尼的影响,可为结构的减振降噪及优化设计提供依据.
【总页数】4页(P205-208)
【作者】王金朝;王志强;徐宁;任彤
【作者单位】洛阳双瑞橡塑科技有限公司,河南洛阳471023;洛阳双瑞橡塑科技有限公司,河南洛阳471023;洛阳双瑞橡塑科技有限公司,河南洛阳471023;洛阳双瑞橡塑科技有限公司,河南洛阳471023
【正文语种】中文
【中图分类】TB535+.1
【相关文献】
1.柔性约束颗粒阻尼于板结构的减振研究 [J], 李伟
2.粘弹性阻尼夹层板动力特性分析及模态实验研究 [J], 王慧彩
3.主动约束层阻尼板结构动力学建模研究 [J], 刘天雄;华宏星;张志谊;石银明;陈兆能
4.约束阻尼悬臂梁阻尼特性与铺层厚度关系研究 [J], 冯龙;邓琼;徐亚楠
5.约束阻尼板结构的有限元法研究及振动分析 [J], 崔黎;张启军
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周期约束阻尼设计板结构减振降噪特性分析
周期约束阻尼设计板结构减振降噪特性分析
彭骞;宋玉宝;李桂兵;蔡卫东
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】2024(44)3
【摘要】为了探究更加高效的阻尼减振降噪结构设计,结合人工周期结构特性与约束阻尼减振降噪技术,通过对基体板和不同约束阻尼板结构的振动与声辐射进行有限元仿真计算和实验测试,分析周期约束阻尼设计板结构的减振降噪特性。
研究结果表明,相比于传统约束阻尼设计,周期约束阻尼设计可以在附加阻尼质量相同的情况下,更加有效抑制基体板宽频振动与声辐射,尤其对350Hz以下的低频振动与噪声状况具有一定改善作用,并有助于实现阻尼结构的轻量化。
同时,周期约束阻尼设计也可能会增大约束层的振动与噪声以及改变结构的声辐射效率。
总体而言,周期性设计对于改善约束阻尼减振降噪性能具有积极意义。
【总页数】6页(P56-61)
【作者】彭骞;宋玉宝;李桂兵;蔡卫东
【作者单位】湖南科技大学机电工程学院;中国空气动力研究与发展中心气动噪声控制重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TB535
【相关文献】
1.约束阻尼混凝土板对汽机基础中间平台减振降噪的研究
2.阻尼减振降噪结构几何参数特性分析
3.薄壁结构约束阻尼板减振降噪优化设计
4.解读“双碳”战略的力作
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约束型阻尼钢轨衰减率和降噪效果试验分析
约束型阻尼钢轨衰减率和降噪效果试验分析刘晓龙;周信;刘玉霞;庄继忠;肖新标【摘要】Hammering method was used to test the decay rates of damped rails and a standard rail in a laboratory. Their test results and sound spectra were compared and analyzed. The results show that the decay rates of the damped rails in low frequency range are close to that of the standard rail, but they are much higher than that of the standard rail in high frequency range. The decay rate of the damped rail No.1 at 2 500 Hz, No.2 at 1 600 Hz and No.3 at 1 000 Hz are respectively 0.5 dB/m, 0.28dB/m and 0.21 dB/m higher than that of the standard rail. So, results of the analysis show that the damped rails can reduce the rail noise by 1.3 dB(A)-1.5 dB(A), and reduce the whole track noise by 1.6 dB(A)-1.7 dB(A).%基于力锤敲击方法，测试阻尼钢轨和标准钢轨的衰减率，将阻尼钢轨与标准钢轨衰减率对比。
结果表明：阻尼钢轨低频部分衰减率接近于标准钢轨，高频部分（钢轨噪声明显部分）衰减率高于标准钢轨；相比于标准钢轨，1号阻尼钢轨垂向衰减率在2500 Hz倍频程带时高出0.50 dB/m，2号阻尼钢轨垂向衰减率在1600 Hz倍频程带时高出0.28 dB/m，3号阻尼钢轨在1000 Hz倍频程带提高了0.21 dB/m。
材料及结构参数对约束阻尼结构阻尼性能的影响
材料及结构参数对约束阻尼结构阻尼性能的影响李辉;李斌;孙国华;马卫东;孙志勇;肖勇;杜华太【摘要】When the constraint damping structures were made by armor plate which was 8.5 mm thick-ness,rubber and aluminum honeycomb sandwich panels,the damping properties of the constraint damp-ing structures were tested by the impact test method in the temperature ranging from -20 to 40 ℃.The results show that the properties of the rubber observably influence the vibration frequencies and the structure loss factors of the constraint damping structure.Consequently designing the damping proper-ties of the constraint damping structure by changing rubber's properties is an availability test method. When the thickness of the constraint layer were 6,10 and 15 mm,the vibration frequencies and the structure loss factors of the constraint damping structure was increasing with the increasing of the thick-ness.The structure loss factor of the constraint damping structure was increasing with the increasing of the thickness of the damping layer in the range of 0.8 to 3.2 mm.%以8.5 mm 厚的钢板为基层,以橡胶为阻尼层;以铝蜂窝板为约束层,采用锤击振动法,研究了-20～40℃温度范围内橡胶性能、约束层厚度、阻尼层厚度对约束阻尼结构阻尼性能的影响.结果表明:阻尼层橡胶材料的性能对约束阻尼结构的共振频率和结构损耗因子均有明显的影响,通过调节橡胶材料的有效阻尼温域来设计约束阻尼结构的有效阻尼温域具有显著的效果.约束层厚度为6,10,15 mm时,随着约束层厚度的增加,约束阻尼试样的共振频率和结构损耗因子依次增大;阻尼层厚度为0.8,1.6,2.4,3.2 mm时,约束阻尼结构的结构损耗因子随着阻尼层厚度增加而增大.【期刊名称】《中北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(038)006【总页数】6页(P697-702)【关键词】约束阻尼结构;锤击试验;铝蜂窝板;阻尼性能【作者】李辉;李斌;孙国华;马卫东;孙志勇;肖勇;杜华太【作者单位】中国兵器工业集团第五三研究所,山东济南 250031;中国兵器工业集团第五三研究所,山东济南 250031;中国兵器工业集团第五三研究所,山东济南250031;中国兵器工业集团第五三研究所,山东济南 250031;中国兵器工业集团第五三研究所,山东济南 250031;中国兵器工业集团第五三研究所,山东济南250031;中国兵器工业集团第五三研究所,山东济南 250031【正文语种】中文【中图分类】B535.10 引言约束阻尼结构因其卓越的耗能减振性能被广泛应用在航空、航天、船舶、汽车、建筑等领域，研究人员针对约束阻尼材料、结构参数设计开展了大量研究．吕平[1]等以大理石板、砂浆板为基层研究了阻尼层厚度、约束层材料、环境温度对约束阻尼结构阻尼性能的影响，研究结果表明，当阻尼层厚度在1～4 mm范围内时，约束阻尼结构的阻尼性能随阻尼层厚度的增加而降低；不同材料的约束层，约束阻尼结构的阻尼性能不同；常温环境下，约束阻尼结构的阻尼值较大，高温、低温环境阻尼值均较小．杨青[2]等以尺寸为400 mm×35 mm×2 mm 铝板为研究对象，针对目前通常采用阻尼材料的损耗因子、储能模量来评估材料减振性能的方法不能直观有效反映材料在实际应用中减振降噪效果的问题，采用正弦扫描和随机振动激励激振简支梁的方法，通过分析响应数据来表征约束阻尼材料的减振降噪效果．郑成龙[3]采用有限元仿真计算和试验相结合的方式研究了基层尺寸为300 mm×200 mm×2 mm 的钢板、阻尼层为橡胶、约束层为铝箔的约束阻尼材料的阻尼性能．汪浩[4]等以470 mm×320 mm×10 mm的金属板为基层，研究了阻尼对复合试样共振频率、结构损耗因子、减振性能的影响．研究结果表明，在阻尼复合试样减振效果测量过程中，应当注意各次测量时不同激励力的力谱对测量结果可能产生的影响，通过对基板测量时激励力力谱的归一化来减小减振效果测量误差；阻尼材料的减振效果存在一个优化的厚度比，考察不同厚度比条件下复合试样的减振效果可确定优化的厚度比值，对于阻尼材料结构设计是必要的．郑荣[5]等以尺寸为800 mm×500 mm×8 mm的钢板为基层，研究了约束阻尼处理面积、处理层数等不同处理形式下的减振效果．结果表明，阻尼处理面积与处理重量和减振效果无明显关系．张彩霞[6]采用耦合有限元和间接边界元的方法对约束阻尼层厚度进行了优化设计，根据声辐射功率和结构表面振动加速度之间的关系，选取振动加速度的平方和作为目标函数，以各层厚度和总质量作为设计变量和状态变量，对某固定的矩形约束阻尼板进行了优化仿真，并对优化前后的约束阻尼板进行声学响应分析．结果表明，约束阻尼层厚度对阻尼减振有确定性的定量影响关系，优化后的声辐射功率明显降低．韩俊[7]采用有限元法对敷设约束阻尼封闭箱体的声-固耦合模型进行了声振特性分析，讨论了约束阻尼的结构参数和敷设位置对箱体结构声振特性的影响，结果表明，约束阻尼处理对箱体具有明显的减振降噪作用，且其结构参数和敷设位置存在最优值．铝蜂窝板作为一种轻质高刚度的复合材料，在航空、车辆等领域被大量应用，但是将其作为约束层材料用于约束阻尼结构的研究较少，且现有研究中的基层多为薄板材料，以厚钢板为基层的研究较少．本文采用自由板振动法，以 8.5 mm厚的钢板为基层，以橡胶材料为阻尼层，以铝蜂窝板为约束层，研究了阻尼层橡胶材料性能、约束层厚度、阻尼层厚度等约束阻尼结构参数对阻尼性能的影响．1 实验部分1.1 实验材料及仪器设备钢板，尺寸为400 mm×300 mm×8.5 mm；阻尼橡胶(自制)， WSXJ 4162-1, QCZNP 08-5；铝蜂窝板，厚度分别为6， 10， 15 mm，青岛海立泰公司；LMS Test Lab 11B测试软件， 16通道信号采集分析仪，比利时LMS公司；加速度传感器，力锤，美国PCB公司；电脑； NETZSCH DMA测试仪；力学性能试验机；高低温试验箱；橡胶真空硫化机等．1.2 试样以钢板为基层，以自制阻尼橡胶为阻尼层，以轻质、高刚度的铝蜂窝板为约束层，设计并制备了约束阻尼试样，试样结构如图 1 所示，试样编号及阻尼层、约束层厚度如表 1 所示，其中试样①～⑦所用阻尼橡胶为WSXJ 4162-1(简称4162-1)，试样⑦所用阻尼橡胶为QCZNP 08-5(简称08-5)．图 1 试样结构示意图Fig.1 Sample structure schematic diagram表 1 试样结构Tab.1 Sample structure试样编号阻尼层厚度/mm约束层厚度/mm①1．66②1．610③1．615④0．810⑤2．410⑥3．210⑦1．6101.3 性能测试1.3.1 阻尼性能使用LMS Test Lab软件、信号采集分析仪、加速度传感器、力锤、电脑、高低温试验箱等仪器测试约束阻尼试样在-20， 0， 20，40 ℃时一阶、二阶模态的共振频率和结构损耗因子．测试时，使用橡胶绳将试样悬挂在高低温试验箱内，使用快粘胶将加速度传感器粘贴到试样基层表面．试样安装状态如图 2 所示，图中对力锤激励点和加速度信号采集点进行了标示．图 2 试样安装状态及测点布置Fig.2 Sample installation condition and measuring point position试样安装完成后开始温度调节，温度调节时间不小于30 min，温度调节完成后使用力锤敲击试样基层并采集力信号和振动加速度信号，最后处理采集到的传递函数曲线，得到共振频率和结构损耗因子．测试中，加速度传感器的采样频率为0～2 048 Hz，精度为0.5 Hz. 结果处理时，使用3 dB带宽法计算得到试样的结构损耗因子．1.3.2 阻尼橡胶的阻尼系数和模量使用NETZSCH DMA测试仪按照标准ASTM D4065-2006的规定测试阻尼层橡胶的模量和阻尼系数，试样厚度2 mm，采用剪切模式，最大振幅80 μm，最大动态力6 N，频率3.33 Hz，测试温度范围-50～60 ℃，升温速度3 ℃/min．1.3.3 铝蜂窝板的弯曲刚度使用力学性能试验机按照标准GB/T 1456-2005的规定测试铝蜂窝的弯曲刚度，试样长宽尺寸为550 mm×30 mm，厚度为铝蜂窝板厚度．2 结果与讨论2.1 阻尼层橡胶性能的影响试样②所用橡胶为4162-1，试样⑦所用橡胶为08-5，其他结构参数相同，以试样②和⑦来分析阻尼层橡胶性能对约束阻尼试样阻尼性能的影响. 首先使用DMA测试仪测试了阻尼层橡胶材料4162-1和08-5的阻尼系数和模量，测试结果如图3，图 4 所示．图 3 橡胶4162-1的阻尼系数和模量Fig.3 Damping coefficient and modulusof rubber 4162-1图 4 橡胶08-5的阻尼系数和模量Fig.4 Damping coefficient and modulus of rubber 08-5图 3与图 4 的测试结果表明，在-50～60 ℃温度范围内，橡胶4162-1和08-5的阻尼系数均表现为先增大后降低，阻尼系数峰值相近，但是峰值对应温度相差较大， 4162-1对应-32 ℃， 08-5对应1 ℃； 4162-1的模量范围是0.36～113 MPa， 08-5的模量范围是0.14～882 MPa. 在20 ℃以下， 08-5的模量显著高于4162-1，在20 ℃以上， 4162-1的模量略高于08-5．图 5 与图 6 分别是约束阻尼试样②和⑦在-20～40 ℃ 温度范围内一阶、二阶模态的共振频率图和结构损耗因子图．由图 5 可知，试样②一阶、二阶模态的共振频率均低于⑦，在两件试样其他结构参数相同的情况下，造成这个现象的原因是阻尼橡胶性能的差异，即试样②所用橡胶4162-1的模量低于试样⑦所用橡胶08-5的模量．四周自由薄板共振频率的计算公式如式(1)[8]所示．(1)式中： f为共振频率； h为厚度； A为频率常数； a为宽度； E为弹性模量；ρ为密度；μ为泊松比．由式(1)可知，增大薄板的弹性模量，其共振频率将提高，也可以解释试样⑦的共振频率高于试样②的现象．图 5 试样②与⑦的共振频率随温度的变化情况Fig.5 Curves of resonance frequency of sample ② and ⑦ vary with temperature图 6 试样②与⑦的结构损耗因子随温度的变化情况Fig.6 Curves of structure loss factor of sample ② and ⑦ vary with temperature图 6 中，因为阻尼层橡胶材料的差异，试样②与⑦的阻尼性能差异很大，试样⑦的阻尼温域宽于②，试样②的结构损耗因子峰值温度处于0～10 ℃ 之间，试样⑦的结构损耗因子峰值温度大于40 ℃. 与②相比，试样⑦所用橡胶的阻尼系数峰值温度较高. 试样②的结构损耗因子呈先增大后减小的趋势，这与4162-1橡胶的阻尼系数变化规律相同，两者峰值温度的差异主要是由于其结构参数差异导致的. 试样⑦未出现结构损耗因子峰值，这是因为08-5的阻尼温域偏宽，导致试样⑦的阻尼温域宽，在-20～40 ℃温度范围内未出现结构损耗因子峰值．2.2 约束层厚度的影响试样①，②，③约束层铝蜂窝板的厚度依次为6, 10, 15 mm，其他结构参数相同，以试样①，②，③来分析约束层厚度对约束阻尼试样阻尼性能的影响．表2 为铝蜂窝板的面密度和弯曲刚度．表 2 铝蜂窝板性能参数表Tab.2 Aluminum honeycomb panel performance parameters厚度/mm面密度/(kg·m-2)弯曲刚度/(N·mm-2)64．831．6104．982．1155．2200在-20～40 ℃的温度范围内，试样①, ②, ③一阶、二阶模态的共振频率和结构损耗因子测试结果分别如图 7 与图 8 所示．图 7 试样①, ②, ③的共振频率随温度的变化情况Fig.7 Curves of resonant frequencies of samples ①, ② and ③ vary with temperature图 8 试样①, ②. ③的结构损耗因子随温度的变化情况Fig.8 Curves of structural loss factors of samples ①, ② and ③ vary with temperature由图 7 可知，随着约束层铝蜂窝板厚度的增加，试样①,②,③的一阶、二阶模态的共振频率均依次增加．板的弯曲刚度的计算公式如式(2)[9]所示(2)式中： D为弯曲刚度； E为模量； h为厚度；μ为泊松比．将式(2)代入式(1)得到(3)式中：f为共振频率；A为频率常数；a为宽度；D为弯曲刚度；ρ0为面密度．表 2 中，随着厚度的增加，铝蜂窝板的弯曲刚度显著增大，而面密度变化较小. 根据式(3)可知，在其他参数不变的条件下，试样①, ②, ③的共振频率依次增大，与试验结果相同．由图 8 可知，在-20 ℃时，约束层厚度对试样结构损耗因子的影响不明显. 当温度升高时，随着约束层厚度的增加，试样①, ②, ③一阶、二阶模态的结构损耗因子均呈增大的趋势．当基层与约束层的厚度和模量相当时，约束阻尼结构表现出最佳的阻尼性能．在上述3件试样中，基层8.5 mm厚钢板的刚度远大于约束层铝蜂窝板的，因此随着铝蜂窝板厚度的增加其刚度相应增大，表现在约束阻尼结构中即为结构损耗因子的增大．2.3 阻尼层厚度的影响试样④，②，⑤，⑥阻尼层橡胶的厚度依次为0.8， 1.6， 2.4， 3.2 mm，其他结构参数相同．以试样④，②，⑤，⑥来分析阻尼层厚度对约束阻尼试样阻尼性能的影响．在-20～40 ℃的温度范围内，试样④，②，⑤，⑥一阶模态的共振频率和结构损耗因子测试结果分别如图 9 与图 10 所示．图 9 试样④，②，⑤，⑥的共振频率随温度的变化情况Fig.9 Curves of resonant frequencies of samples ④，②，⑤，⑥ vary with temperature图 9 中，试样④，②，⑤，⑥的共振频率差异不明显，可见阻尼层厚度对约束阻尼试样的共振频率影响不明显．图 10 中，随着阻尼层厚度的增加，约束阻尼试样的结构损耗因子总体呈增大的趋势；试样④，②，⑤，⑥一阶、二阶模态的结构损耗因子范围分别是0.05～0.11， 0.06～0.12， 0.06～0.14， 0.06～0.16．约束阻尼结构的结构损耗因子计算公式如式(4)～式(6)[10]所示(4)(5)(6)式中：η为结构损耗因子； E1为基层材料模量； E2为阻尼层材料模量； E3为约束层材料模量； H1为基层厚度； H2为阻尼层厚度； H3为约束层厚度；β2为阻尼层阻尼系数； G2为阻尼材料的动态剪切模量； f为振动频率；ρ1为基层密度； g为剪切参数； H3-1为基层与约束层的中心距．由式(2)～(4)可知，增加阻尼层厚度，结构损耗因子将增大，可以解释上述试验中随着试样④，②，⑤，⑥阻尼层厚度的增加，其结构损耗因子依次增大的现象．图 10 试样④，②，⑤，⑥的结构损耗因子随温度的变化情况Fig.10 Curves of structural loss factors for Specimens ④，②，⑤，⑥ vary with temperature3 结语本文以8.5 mm厚钢板为基层，以橡胶材料为阻尼层，以铝蜂窝板为约束层，研究了阻尼橡胶性能、约束层厚度、阻尼层厚度等结构参数对约束阻尼试样阻尼性能的影响. 主要结论如下：1) 阻尼层橡胶材料的性能对约束阻尼试样的共振频率和结构损耗因子均有明显的影响. 共振频率随着橡胶模量的增高而增高，橡胶材料的阻尼系数峰值温度显著影响约束阻尼试样的结构损耗因子峰值温度．在约束阻尼结构设计中，通过调节橡胶材料的有效阻尼温域来设计约束阻尼结构的有效阻尼温域具有显著的效果．2) 当约束层为厚度6， 10， 15 mm的铝蜂窝板时，随着约束层厚度的增加，约束阻尼试样的共振频率和结构损耗因子依次增大. 因此在本文的约束阻尼结构中，增加约束层铝蜂窝板的厚度有利于提高试样的阻尼性能．3) 当阻尼层为0.8， 1.6， 2.4， 3.2 mm的橡胶材料时，阻尼层厚度对约束阻尼试样的共振频率没有明显影响，对结构损耗因子影响显著. 随着阻尼层厚度增加，试样的结构损耗因子依次增大．因此在本文的约束阻尼结构中，增加阻尼层橡胶的厚度有利于提高试样的阻尼性能．参考文献：[1] 吕平，高金岗，李晶，等. 影响约束阻尼结构阻尼性能的因素[J]. 噪声与振动控制， 2014， 34(5)： 234-238.Lü Ping, Gao Jingang, Li Jing, et al. Impacting factors of damping performance of constraint damping structures[J]. Noise and Vibration Control, 2014, 34(5)： 234-238.(in Chinese)[2] 杨青，王新，张文伟，等. 约束层阻尼结构降噪性能的测试分析[J]. 噪声与振动控制， 2010(4)： 150-152.Yang Qing, Wang Xin, Zhang Wenwei, et al. Study on noise suppressing performance of constrained layer damping structure[J]. Noise and Vibration Control, 2010(4)： 150-152.(in Chinese)[3] 郑成龙. 复合约束阻尼结构动力学特性及其车内降噪应用研究[D]. 长沙：湖南大学， 2013.[4] 汪浩，肖邵予. 阻尼材料减振性能试验研究[J]. 中国舰船研究， 2009， 4(1)：38-42.Wang Hao, Xiao Shaoyu. Experimental study on damping properties of acoustical materials[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2009, 4(1)： 38-42. (in Chinese)[5] 郑荣，姚利锋. 某型扫雷舰主机基座阻尼结构优化研究[J]. 船舶， 2008(2)：39-44.Zheng Rong, Yao Lifeng. Damping structure optimization for main engine foundation on a mine sweeper[J]. Ship and Boat, 2008(2)： 39-44.(in Chinese)[6] 张彩霞，沙云东，朱琳，等. 薄壁结构约束阻尼板减振降噪优化设计[J]. 沈阳航空航天大学学报， 2014， 31(3)： 32-38.Zhang Caixia, Sha Yundong, Zhu Lin, et al. Optimization design of thin-walled structure with constrained damping layer[J]. Journal of Shenyang Aerospace University, 2014,31(3)： 32-38.(in Chinese)[7] 韩俊，向宇，陆静. 敷设被动约束层阻尼封闭箱体结构声振特性分析[J]. 广西工业学报， 2012， 23(1)： 39-44.Han Jun, Xiang Yu, Lu Jing. Analysis of Vibro-acoustic characteristics of a cavity with passive constrained layer damping[J]. Journal of Guangxi University of Technology, 2012,23(1)： 39-44. (in Chinese)[8] 屈维德. 机械振动手册[M]. 北京：机械工业出版社， 1992.[9] 殷祥超. 振动理论与测试技术[M]. 徐州：中国矿业大学出版社， 2007.[10] 常冠军. 粘弹性阻尼材料[M]. 北京：国防工业出版社， 2012.。
中国标准动车组约束阻尼降噪板的研制与应用
中国标准动车组约束阻尼降噪板的研制与应用毛昆朋;杨延峰;张澎湃;徐超【摘要】依据时速350 km中国标准动车组顶层设计要求,在对比分析国内外车轮减振降噪措施的性能特点基础上,选定约束阻尼的降噪方式.针对中国标准动车组车轮的外形尺寸设计了约束阻尼降噪板,其具有高阻尼特性、无需改造车轮结构、使用期间免维护的特点,并完成了降噪板的安全评估、室内降噪效果测试、现场噪声测试和60万km的装车运用考核工作.目前安装有国产降噪板的中国标准动车组最高运行里程120万km,降噪板服役期间性能良好.【期刊名称】《中国铁路》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】8页(P102-109)【关键词】中国标准动车组;降噪板;约束阻尼;安全评估;减振降噪【作者】毛昆朋;杨延峰;张澎湃;徐超【作者单位】中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所,北京100081;中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所,北京100081;中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所,北京100081;中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】U260.160 引言中国标准动车组是贯彻落实国家创新驱动发展战略，根据我国铁路自身发展需求和“走出去”战略要求决定实施的一项铁路重大装备工程。
为此中国铁路总公司对中国标准动车组提出了全面自主化的要求，并从2012年开始组织我国有关企业、高校、科研单位等的优势力量，开展中国标准动车组的研制工作。
高速运行的动车组带来的噪声影响日益突出，为满足人民群众日益增长的环保意识和乘坐舒适度的要求，同时提升中国高铁品牌形象，亟需开展高速铁路噪声控制技术研究。
日本新干线试验研究表明：当列车速度低于240 km/h，轮轨噪声为主要声源，约占噪声能量的40%；列车速度在240 km/h以上时，空气动力噪声和集电系统噪声大幅增大，与轮轨噪声共同成为主要的噪声源[1-2]。
薄壁结构约束阻尼板减振降噪优化设计
薄壁结构约束阻尼板减振降噪优化设计张彩霞;沙云东;朱琳;揭晓博【摘要】针对薄壁结构约束阻尼减振降噪问题,采用耦合有限元和间接边界元的方法对约束阻尼层厚度进行了优化设计.根据声辐射功率与结构表面振动速度之间的关系,选取振动速度的平方和作为目标函数,各层厚度和总质量分别作为设计变量和状态变量,对一块四角固定的矩形约束阻尼板进行优化仿真,并对优化前后的约束阻尼板进行振动和声学响应分析.结果表明,约束阻尼层厚度配置对阻尼减振有确定性定量影响关系,优化后声辐射功率得到明显降低.【期刊名称】《沈阳航空航天大学学报》【年(卷),期】2014(031)003【总页数】7页(P32-38)【关键词】薄壁结构;冲击载荷;约束阻尼层;振动;噪声【作者】张彩霞;沙云东;朱琳;揭晓博【作者单位】沈阳航空航天大学能源与环境学院,沈阳110136;沈阳航空航天大学航空航天工程学部,沈阳110136;沈阳航空航天大学航空航天工程学部,沈阳110136;沈阳航空航天大学航空航天工程学部,沈阳110136【正文语种】中文【中图分类】V214.19为减轻重量航空航天飞行器上大量采用薄壁结构，如飞行器蒙皮、发动机燃烧室等,它们常常因受到随时间变化的冲击载荷的作用而产生较大的结构振动和噪声。
工程中经常采用敷设约束阻尼的方式来减小结构振动和噪声[1-10]，并通过优化的方法使阻尼性能和经济效益最大化,因此对冲击载荷作用下薄壁结构约束阻尼减振降噪优化设计的研究具有重要的现实意义。
约束阻尼的减振降噪优化包括两个方面：一是对结构动力特性进行优化；二是对结构振动响应进行优化。
在结构振动特性方面，杨雪等[6]研究了各阻尼层材料的几何及物理参数对阻尼结构性能的影响,并对粘弹性阻尼材料和弹性钢板组合成的阻尼板进行了优化设计；沈允文等[5]用有限元结合模态应变能的方法，进行结构阻尼最佳敷设位置的预测；陈学前等[8]采用有限元结合损耗因子最大化的方法，对约束阻尼板各层厚度进行了优化。
约束层阻尼对飞机壁板隔声特性的影响
Effects of Constrained Layer Damping Patches on the Sound Insulation Characteristics of Aircraft Panels
FENG Zi-xin 1, HAN Feng 1, FENG Meng 1, WANG Xiao-le 2, HUANG Zhen-yu 2
3 阻抗管小样有限元模型的参数分析
为了分析约束层阻尼材料参数对基板隔声特性 的影响机理 ， 建立如图 5 所示的有限元计算模型。 该 数 值 模 型 基 于 商 用 有 限 元 软 件 Comsol Multiphysics 声 - 固耦合模块建立， 包括铝基板敷贴 约束层阻尼板构成的固体物理场及入射和透射空气 腔构成的声学物理场， 两个物理场区域通过声-固界 面连续性条件相互耦合关联。铝材基板的边界条件 定义为简支以模拟实际阻抗管中样件的安装条件。 平面声波通过入射空气腔垂直激励复合板后， 一部 分声能反射， 另一部分声能透射进入透射空气腔， 根 据入射波及透射波能量计算复合板的法向传声损失
以复杨氏模量包括各构成层的阻尼损耗因子， 即 E = E i (1 + jη i) ， 其中 i = 1,2,3 分别代表约束层、 黏
* i
弹阻尼层和基板层。由于黏弹阻尼层的阻尼损耗因 子受温度影响显著， 所有的测试工作均在 15 °C 室温 下进行。两种约束层阻尼板的黏弹阻尼材料在 15 °C 时的损耗因子随频率变化曲线如图 2 所示。在所 关心的中低频段， 如 1 600 Hz 以内， 阻尼板 2 的损耗 因子介于 0.25～0.35 ， 阻尼板 4 介于 0.4～0.5。为便 于计算且不失分析有效性， 可将黏弹阻尼层的损耗 因子在分析频段内取平均值， 如表 1 所示。
钢桁结合梁桥约束阻尼层减振降噪方法研究
钢桁结合梁桥约束阻尼层减振降噪方法研究刘全民;李小珍;张迅;刘林芽【摘要】结合模态应变能法和统计能量分析,提出约束阻尼层桥梁车致振动与结构噪声理论计算方法,探讨约束阻尼层参数对高速铁路钢桁结合梁桥噪声的影响规律.分析结果表明:高速铁路钢桁结合梁桥辐射结构噪声问题突出,亟需减振降噪处理;钢桁梁主要构件中腹板辐射噪声大于翼缘板,对腹板敷设约束阻尼层进行减振降噪更有效;阻尼层剪切模量增大对高频降噪有利;相同的约束阻尼层构造对厚度越小的基层,减振能力越强;约束阻尼层可明显降低钢梁的局部振动,并能降低全频段的桥梁噪声;约束阻尼层对高频段噪声的降低量大于低频;敷设约束阻尼层使场点M(水平距近轨中心线25 m、竖向高出轨面3.5m)的声压级降低5.1 dB(A),其质量仅为结构恒载的0.15％.【期刊名称】《铁道学报》【年(卷),期】2018(040)012【总页数】7页(P130-136)【关键词】钢桁结合梁桥;结构噪声;约束阻尼层;模态应变能;优化【作者】刘全民;李小珍;张迅;刘林芽【作者单位】华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心,江西南昌330013;西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心,江西南昌330013【正文语种】中文【中图分类】U44;U491.91截至2017年底，我国高速铁路运营里程已超过2.5万km，同时还有大量轨道交通项目正在建设中，轨道交通带来的振动与噪声困扰日益严重。
列车在钢桥和结合梁桥上运行时产生的总声压级比路基区段高5～14 dB[1]，原因之一是增加了一种声源——桥梁结构噪声。
桥梁声源位置较高，辐射噪声影响范围广，且结构噪声在传播过程中不易衰减，近年来频繁遭到沿线居民的投诉，因此有必要对其进行降噪处理。
从作用原理来看，在汽车、船舶、航空领域得到广泛应用的约束阻尼层(CLD)比较适合用于对钢梁的减振降噪处理。
作用于飞机蒙皮的约束阻尼层降噪性能分析
隔音棉
要
268
要
降噪基本材料袁 覆盖于隔框上和隔框 之间
低面密度约 束阻尼层 0.1146 309.76
2.0 面密度 2.7kg/m2袁敷贴在蒙皮之上
中面密度约 束阻尼层 0.1146 346.51
3.0 面密度 3.0kg/m2袁敷贴在蒙皮之上
高面密度约 束阻尼层 0.1146 496.92
4.2 面密度 4.3kg/m2袁敷贴在蒙皮之上
揖关键词铱飞机壁板曰约束阻尼层曰降噪曰重量
园 引言
.
舱内声学环境日益受到航空公司和飞机制造商的重视袁如何降低 舱内噪声袁 提高飞机乘坐舒适性已经成为飞机研究的热点问题之一遥 飞机舱内噪声主要来源于结构声和空气声两方面袁在飞机舱内噪声控 制上袁通过铺设隔热隔音棉等隔声吸声材料袁改善机身气密性等方法 可以有效地隔离中高频空气噪声袁而由发动机振动引发机体结构振动 产生的中低频噪声在结构中随距离衰减的程度较小袁难以抑制遥 尤其 对于飞机设计来说袁重量和空间都受到严格的控制袁中低频噪声一直 是飞机舱内噪声控制的难题遥
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万方数据
约束层阻尼结构降噪性能的测试分析１５１
图２约束层阻尼结构
Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｄａｍｐｉｎｇ
的刚度。
约束层阻尼结构由于其使用方便，节省空间，无需改变原有设计并且在很宽的温度和频率范围内提供高阻尼等特点，被越来越广泛地应用于飞机、列车、硬盘、建筑等领域作为减振降噪的手段。
例如飞机蒙皮和内饰壁板等机舱薄壁结构大量使用的压敏型约束阻尼材料，可以将蒙皮和内饰壁板的结构损耗因子提高６—１０倍，并降低机舱内噪声３—２０ｄＢｉ
３｜。
２约束阻尼材料的性能试验
对于材料研究者来说，一般通过材料的阻尼性能随温度和频率的变化关系来分析阻尼材料。
目前，研究材料阻尼性能的实验方法主要有自由振动法、强迫共振法、强迫非共振法等。
其中强迫非共振法最常用，该方法主要用动态黏弹仪对材料试样进行测试，可以直接得到材料的损耗因子、储能模量、损耗模量与温度或频率之间的关系曲线，图３为３Ｍ公司压敏型阻尼材料１１２的损耗因子和储能模量曲线。
从图中曲线可以找出在不同温度和频率下材料的损耗因子和损耗模量，从而分析出材料的最佳使用温度和频率。
・口。
损耗角一一
图３３Ｍ阻尼材料１１２损耗因子
Ｆｉｇ．３Ｇ’ａｎｄｌｏｓｓｆａｃｔｏｒ
ｏｆ３Ｍｄａｍｐｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ约束层阻尼降噪性能测试
对于使用者来说，更为关心阻尼材料使用后所获得的减振降噪性能。
通常来说进行阻尼降噪设计的产品一般具有模态频率低而密集，且尺寸大设计更改困难等特点，如机动车辆厢体，飞机舱等。
因而为了初步评估实际应用的减振降噪效果，本文利用动力学相似原理来设计试验，即两个具有相似模态的结构其在同一激励下的响应也是相似的。
通过对大多应用减振降噪结构模态的调研和分析后，设计了一个简支软结构梁，其在２０００Ｈｚ内所集中的模态与大多薄壁厢体具有相似性。
采用正弦扫描和类白噪声随机振动激励激振简支梁的方法，分别测试粘贴阻尼材料和未贴阻尼材料的空白试样简支梁响应值的变化，来评估阻尼材料的减振降噪性能。
（１）试件材料
本试验采用４００ｍｍ×３５ｍｍ×２ｍｍ的铝板梁结构模拟实际产品安装结构，约束层阻尼结构为为厚度０．１２５ｎｌｌｎ的３Ｍ阻尼材料１１２Ｐ０５和１ｍｍ的铝箔约束层。
（２）试验设备
序号仪器设备名称型号１３Ｔ推力电动振动台８１２ＶＨ２，振动控制仪ＤＰ５６０３，电荷放大器２６９２４，传感器４３７５Ｖ５、４３８４Ｖ６、４３８４Ｖ
（３）试验方法
本试验采用正弦扫描和随机振动两种方法测试和分析约束阻尼材料的减振降噪性能。
对铝板梁粘贴阻尼板前后的正弦扫描的共振峰和宽带随机扫描振动响应进行测试。
抽取四个样本进行试验，以排除单个样本试验可能出现的奇异现象，使得结果更具有普遍性特征。
测试系统的工装固定在振动台附加台面上，振动控制点在台面上对称位置并在固定点附近（两点），采用两点平均值控制；振动测量点固定在在铝板支架梁工装上（一点），结构如图４。
图４测试工装结构图
Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｔｅｓｔｔａｂｌｅ
（４）试验结果
试验数据分为两个部分，一是未作阻尼处理时测试工装支架梁在试验条件激励下的响应数据；二是约束阻尼处理后测试工装支架梁在实验条件激
励下的响应数据（图５、图６、图７）。
万方数据
万方数据
万方数据。