基于非阻塞性颗粒阻尼技术的填充颗粒对约束阻尼结构减振性能的影响
2021-06-24孟凡迪黄微波桑英杰梁龙强
科学技术与工程 2021年13期
孟凡迪,黄微波,桑英杰,吕 平,梁龙强
(青岛理工大学土木工程学院,青岛 266033)
振动问题在地铁轨道、航空航天、船舶等领域中日益突出,它不仅对人们的生活造成困扰,还增加了仪器设备损耗,减少其寿命周期,甚至影响飞机和舰船的作战能力。黄微波等[1-3]认为在基材表面敷设粘弹性材料形成自由阻尼或约束阻尼结构是一种重要的减振技术措施,为了进一步提高结构的减振性能,武迪等[4]在阻尼层与基层之间设置垫高层,通过悬臂梁模型对开槽宽度的变化所产生的振动特性进行了研究,梁龙强等[5]将聚氨酯泡沫作为隔离层,复合损耗因子显著提高,有效抑制了结构的振动。
自20世纪90年代,Panossian[6-7]在国际会议上提出非阻塞性颗粒阻尼(non-obstructive particle damping,NOPD)技术后并成功应用到汽车叶片上,关于该项技术的研究与应用从未停止,并相继在直升飞旋转桨叶的模型、汽车制动鼓、英雄纪念碑和斜拉桥的绳索上应用,均取得良好的减振效果[8-11]。
现阶段的研究中,结构的隔离层或约束层的材料为刚性体,在使用过程中具有局限性,当基材为圆弧形或者异型时,难以紧密地贴附在基材表面的问题一直没有被处理。为此,现将约束阻尼结构采用环氧树脂代替金属钢板作为约束层,能够更加便利地贴附在各种异型基材表面,但环氧材料刚度较小,降低结构在振动时对阻尼层的拉伸、弯曲变形能力,为保证结构整体的减振性能不受影响,提出将NOPD技术应用到约束阻尼结构中,即在环氧材料中预先设置多个空腔并填充钢球颗粒,当外界激励引起结构振动时,充分发挥约束阻尼结构和颗粒阻尼技术的减振能力。……
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