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
臣
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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
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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。