吴晴晴，王敏庆

(西北工业大学 航海学院，西安 710072)

自由阻尼结构通常是在金属类刚性较大的结构上敷设一层起到阻尼作用的材料(粘弹材料为主)，这类结构被广泛应用在机舱壁、艇壳以及汽车薄壁和管道等结构中，用以提高结构的阻尼性能。自由阻尼结构是最简单的附加阻尼结构，由基底层和阻尼层两层结构构成。

经典的附加阻尼理论包括复刚度法及变形能法[1-5]。Oberst等[1]首先提出当自由阻尼结构简谐振动时，其弯曲刚度可被视为复数，虚部与实部之比就是结构的损耗因子。Kerwin和Ungar等[2-5]将复刚度理论推广到夹芯阻尼结构并提出能量概念，在振动为无衰减的简谐振动假设下，利用复刚度法和应变能法得到夹芯阻尼结构的损耗因子公式。遗憾的是，经典阻尼理论的损耗因子公式中都忽略了基底层的阻尼。而后，臧献国等[6,11]将应变能法应用到自由阻尼结构的厚度优化上，Sainsbury等[7]应用变形能法计算自由阻尼圆柱壳的阻尼，Lepoittevin等[8]则利用变形能与模态数据对约束阻尼结构进行优化设计。基于复刚度法的复模量测试及理论研究也在不断深入。

随着阻尼技术的发展，金属基阻尼合金、纤维增强型复合材料等新型材料被研制开发出来，这类材料不仅能具有良好的力学特性，本身也具有一定的阻尼减振能力。如阻尼合金BaTiO3/Al[9]、Mg-10Gd-6Y-xZn-0.6Zr[12]在低频时的损耗因子能达到0.02以上，武海鹏等[13]研究的玻璃纤维复合材料的损耗因子在0.01以上，洪暄清等[14]研究的纤维增强改性阻尼材料其损耗因子则可以高达0.1以上。……