材料弹性与阻尼性能
弹性体阻尼材料的研究进展
弹性体阻尼材料的研究进展
陈智;殷德贤;胡仕凯;赵秀英
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2024(55)1
【摘要】弹性体阻尼材料具有独特的动态粘弹性行为,被广泛应用于减震、降噪等多个领域。
在实际应用过程中,弹性体阻尼材料常面临有效阻尼温域窄、损耗因子较低的问题。
拓宽有效阻尼温域、提高损耗因子是目前开发高性能弹性体阻尼材料的主要方向。
从弹性体阻尼材料的阻尼机理出发,阐述了分子链形态与结构、温度及振动频率、弹性体组成体系对弹性体阻尼材料阻尼性能的影响。
介绍了弹性体阻尼材料的改性方法及近几年来的最新研究进展。
【总页数】11页(P1038-1047)
【作者】陈智;殷德贤;胡仕凯;赵秀英
【作者单位】北京化工大学材料科学与工程学院;北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TQ330.1
【相关文献】
1.材料阻尼及阻尼材料的研究进展
2.用于冲击吸收材料和阻尼材料的高性能弹性体
3.加快推动北京市宅基地工作的难点及对策分析
4.遥感GPP模型在中亚干旱区4
个典型生态系统的适用性评价5.利用玻璃化温度梯度制备天然橡胶类高阻尼弹性体材料
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橡胶阻尼材料
橡胶阻尼材料橡胶阻尼材料是一种具有良好减震和隔音效果的材料，广泛应用于建筑、交通工具、机械设备等领域。
它的主要作用是通过吸收振动能量，减少共振噪音的传播，保护结构和设备，提高工作环境的舒适度。
本文将从材料特性、应用领域和未来发展趋势等方面对橡胶阻尼材料进行介绍。
橡胶阻尼材料的特性。
橡胶阻尼材料具有良好的弹性和抗拉性能，能够在受力后迅速恢复原状，具有较高的抗震和减震效果。
同时，橡胶材料还具有良好的耐磨性和耐老化性能，能够在恶劣环境下长期稳定工作。
这些特性使得橡胶阻尼材料在工程领域得到广泛应用，成为减震隔音的理想材料之一。
橡胶阻尼材料的应用领域。
橡胶阻尼材料在建筑领域主要用于减少结构振动和噪音传播，提高建筑物的抗震性能和舒适度。
在交通工具领域，橡胶阻尼材料被广泛应用于汽车、火车、飞机等交通工具的减震隔音系统中，有效降低了车辆噪音和振动对乘客的影响。
此外，橡胶阻尼材料还被用于机械设备、电子设备等领域，起到减少共振噪音、保护设备和提高设备稳定性的作用。
橡胶阻尼材料的未来发展趋势。
随着科技的不断进步，橡胶阻尼材料的性能和应用领域将得到进一步拓展。
未来，橡胶阻尼材料将更加注重环保和可持续发展，开发出更加耐高温、耐腐蚀、抗老化的新型材料，以满足不同领域的需求。
同时，随着智能化技术的发展，橡胶阻尼材料将与传感器、控制系统等结合，实现智能化减震隔音效果，为人们创造更加安静、舒适的生活和工作环境。
总结。
橡胶阻尼材料是一种具有良好减震和隔音效果的材料，具有广泛的应用前景。
它的特性决定了它在建筑、交通工具、机械设备等领域的重要作用，未来将会在性能和应用领域上得到进一步拓展和提升。
相信随着科技的不断发展，橡胶阻尼材料将会发挥越来越重要的作用，为人们的生活和工作环境带来更多便利和舒适。
阻尼性能-材料物性
材料的阻尼性能（内耗）一．内耗的概念大家都有这样的经验，振动的固体会逐渐静止下来。
如我们用一个铜丝吊一个圆盘使其扭动，即使与外界完全隔绝，在真空环境下也会停止下来。
这说明使振动得以停止的原因来自物体内部，物质不同会有不同的的表现，如改用细铅丝悬挂，振动会较快停下来。
我们把“机械振动能量由于内部的某种物理过程而引起的能量耗损称为内耗”能量损耗的大小对应着内耗损耗的大小，上面铅丝的内耗就比铜丝大（损耗大，衰减快，停得快）。
对于高频振动（兆赫芝以上），这种能量损耗又称超声衰减。
在工程领域又称内耗为阻尼。
在日常生活中，内耗现象相当普遍。
例如，古代保留下来的一些大钟，制造水平很高，敲击后余音不绝，这反映铸钟用的合金材料的内耗很低。
不过一旦钟出现裂纹，其声音便会很快停止下来，表明内耗已大为增加。
又如，人的脊椎骨的内耗很大，这样人走动时脚下的剧烈振动才不会传到人的大脑，而引起脑震荡。
在社会生活中，则常借用内耗概念来比喻一个单位内部因相互不配合使工作效率下降的现象。
关于内耗的研究主要集中在两个方面，一是寻求适合工程应用的有特殊阻尼本领的材料（通常用在两头。
内耗极小的材料，如制备钟表游丝，晶场显微镜的探针材料；内耗很大的材料，如隔音材料，潜艇的螺旋桨及风机）。
二是内耗的物理研究，由于内耗对固体中缺陷的运动及结构的变化敏感（上面大钟内的微裂纹），因此，常利用内耗来研究材料中各种缺陷的弛豫及产生相变的机制。
缺陷有点缺陷（零维）：杂质原子替代原子空位缺陷有线缺陷：位错缺陷有面缺陷：晶界、相界、缺陷有体缺陷：空洞具体实验中常通过改变温度、振动频率或振幅、变温速度、试样组分及加工、热处理、辐照条件等研究各种因素对内耗的影响规律及产生内耗的机制。
上面两方面的研究是相辅相成的。
需求刺激研究，如国防军工需求，潜艇降噪的需要推动了对高阻尼材料的研究；反之，研究有助于开发，如Mn-Cu合金的内耗研究，发现材料在某一温存在一个马氏体相变，可引起很大的内耗峰，此内耗峰的峰位随材料的组分变化，故可通过调节，改变合金组成使这个内耗峰的峰温移至室温附近，以此增加合金在室温条件下的阻尼，现已用在潜艇螺旋桨的制造。
阻尼性能及阻尼机理综述
阻尼性能及阻尼机理前言机械构件受到外界激励后将产生振动和噪声；宽频带随机激振引起结构的多共振峰响应，可以使电子器件失效，仪器仪表失灵，严重时甚至造成灾难性后果。
目前，武器装备和飞行器的发展趋向高速化和大功率化，因而振动和噪声带来的问题尤为突出[1]。
振动也会影响机床的加工精度和表面粗糙度，加速结构的疲劳损坏和失效，缩短机器寿命；另外振动还可以造成桥梁共振断裂，产生噪声，造成环境污染[2]。
由此可见，减振降噪在工程结构、机械、建筑、汽车，特别是在航空航天和其他军事领域具有及其重要的意义。
阻尼技术是阻尼减振降噪技术的简称。
通常把系统耗损振动能或声能的能力称为阻尼，阻尼越大，输入系统的能量则能在较短时间内耗损完毕。
因而系统从受激振动到重新静止所经历的时间过程就越短，所以阻尼能力还可理解为系统受激后迅速恢复到受激前状态的一种能力。
由于阻尼表现为能量的内耗吸收，因此阻尼材料与技术是控制结构共振和噪声的最有效的方法[1]。
研究阻尼的基本方法有三大类[1~3]：（1）系统阻尼。
就是在系统中设置专用阻尼减振器，如减振弹簧，冲击阻尼器，磁电涡流装置，可控晶体阻尼等。
（2）结构阻尼。
在系统的某一振动结构上附加材料或形成附加结构，增大系统自身的阻尼能力，这类方法包括接合面、库伦摩擦阻尼、泵动阻尼和复合结构阻尼。
（3）材料阻尼。
是依靠材料本身所具有的高阻尼特性达到减振降噪的目的。
它包括粘弹性材料阻尼、阻尼合金和复合材料阻尼。
本文主要论述阻尼材料的表征方法，阻尼分类，阻尼测试方法，各种阻尼机理，高阻尼合金及其复合材料，高阻尼金属材料最新研究进展，高阻尼金属材料发展中存在的问题及发展方向，高阻尼金属的应用等内容。
第一章内耗（阻尼）机理1.1、内耗（阻尼）的定义振动着的物体，即使与外界完全隔绝，其机械振动也会逐渐衰减下来。
这种使机械能量耗散变为热能的现象，叫做内耗，即固体在振动当中由于内部的原因而引起的能量消耗。
在英文文献中通用“internal friction”表示内耗。
常用材料阻尼
常用材料阻尼橡胶是一种常见的材料阻尼材料，它具有良好的弹性和耐磨性，能够有效地吸收振动能量，减少结构的振动幅度。
橡胶阻尼材料广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域，例如汽车悬挂系统、飞机起落架、建筑结构的减震装置等。
在选择橡胶阻尼材料时，需要考虑其硬度、耐热性、耐冷性等特性，以确保其在不同环境下都能发挥良好的阻尼效果。
金属材料也是常用的材料阻尼材料，例如钢材、铝材等。
金属材料具有较高的密度和强度，能够有效地吸收振动能量，提高结构的稳定性。
金属阻尼材料通常应用于大型机械设备、桥梁、建筑结构等领域，例如桥梁的减震支座、建筑结构的阻尼墙等。
在选择金属阻尼材料时，需要考虑其材质、形状、安装方式等因素，以确保其能够有效地减少结构的振动和噪音。
聚合物材料是一种新型的材料阻尼材料，它具有轻质、耐腐蚀、易加工成型等优点，能够有效地减少结构的振动和噪音。
聚合物阻尼材料广泛应用于航天航空、电子通信、医疗器械等领域，例如航天器的阻尼装置、电子产品的减震支架、医疗设备的隔振垫等。
在选择聚合物阻尼材料时，需要考虑其弹性模量、耐热性、耐候性等特性，以确保其能够在不同环境下发挥良好的阻尼效果。
在工程实践中，选择合适的材料阻尼对于提高系统的稳定性和安全性至关重要。
在进行材料选型时，需要综合考虑结构的振动特性、工作环境、材料成本等因素，选择最适合的材料阻尼方案。
同时，还需要进行严格的工程计算和实验验证，确保所选材料阻尼方案能够满足工程设计的要求。
综上所述，常用材料阻尼包括橡胶、金属、聚合物等，它们具有不同的特点和适用范围。
在工程设计和材料选型过程中，需要根据实际情况选择合适的材料阻尼方案，并进行严格的工程计算和实验验证，以确保系统能够发挥良好的阻尼效果，提高系统的稳定性和安全性。
希望本文能对工程设计和材料选型提供一定的参考和指导。
粘弹性阻尼材料
粘弹性阻尼材料粘弹性阻尼材料是一种具有粘弹性的特性，能够在受到外力作用时产生阻尼效果的材料。
它具有很好的吸能和减震性能，被广泛应用于建筑结构、桥梁、机械设备等领域。
本文将从材料特性、应用领域和发展趋势三个方面对粘弹性阻尼材料进行介绍。
一、材料特性。
粘弹性阻尼材料通常由基体材料和粘弹性材料组成。
基体材料通常选用金属、聚合物、陶瓷等材料，而粘弹性材料则是一种特殊的聚合物材料，具有很好的粘弹性能。
这种材料在受到外力作用时，能够产生一定的变形，并且在外力消失后能够恢复到初始状态，具有很好的回弹性。
同时，粘弹性阻尼材料还具有很好的耐磨损性能和化学稳定性，能够在恶劣环境下长期使用。
二、应用领域。
粘弹性阻尼材料在建筑结构、桥梁和机械设备中有着广泛的应用。
在建筑结构中，粘弹性阻尼材料能够有效减小结构受到地震、风载等外力作用时的振动幅度，提高结构的抗震性能和安全性。
在桥梁中，粘弹性阻尼材料能够减小桥梁受到车辆行驶时的振动，提高桥梁的使用寿命和安全性。
在机械设备中，粘弹性阻尼材料能够减小机械设备在运行时的振动和噪音，提高设备的稳定性和使用舒适性。
三、发展趋势。
随着科学技术的不断进步，粘弹性阻尼材料在材料性能和制备工艺上都得到了很大的提升。
未来，粘弹性阻尼材料将会在更广泛的领域得到应用，如航空航天、汽车制造等领域。
同时，粘弹性阻尼材料的绿色环保性能也将会得到更多的重视，未来将会出现更多环保型的粘弹性阻尼材料。
此外，粘弹性阻尼材料的智能化发展也将成为未来的发展趋势，能够根据外力的大小和方向自动调节阻尼效果，提高材料的适用性和性能。
综上所述，粘弹性阻尼材料具有很好的吸能和减震性能，能够在建筑结构、桥梁、机械设备等领域发挥重要作用。
随着科学技术的不断进步，粘弹性阻尼材料的性能和应用领域将会得到进一步拓展，为人类社会的发展做出更大的贡献。
金属材料的阻尼性能与阻尼材料应用
金属材料的阻尼性能与阻尼材料应用随着工业技术的不断发展，金属材料在各个领域中的应用越来越广泛。
然而，金属材料在某些特殊环境下会出现振动和共振现象，这对设备的运行和结构的稳定性会造成一定的影响。
为了解决这一问题，人们开始研究金属材料的阻尼性能以及阻尼材料在金属结构中的应用。
一、金属材料的阻尼性能1. 阻尼的定义和作用阻尼是指材料对振动或波动所产生的能量吸收和耗散能力。
在金属材料中，阻尼可用来消除振动和共振现象，提高结构的稳定性。
2. 金属材料的内耗机制金属材料的阻尼主要通过材料内部晶界的滑移、位错的运动、材料的相变等机制来实现。
这些机制可以将机械能转化为热能，从而实现对振动能量的耗散。
3. 影响金属材料阻尼性能的因素金属材料的阻尼性能受到多种因素的影响，包括材料的组织结构、纯度、织构、气孔和缺陷等。
合理设计和处理这些因素，可以显著提高金属材料的阻尼性能。
二、阻尼材料在金属结构中的应用1. 阻尼材料的分类和特点阻尼材料可分为粘滞阻尼材料和粘弹性阻尼材料两类。
粘滞阻尼材料表现为黏性和流动性，而粘弹性阻尼材料则同时具有弹性和黏性特性。
2. 阻尼材料在减振系统中的应用阻尼材料广泛应用于减振系统中，例如在建筑物结构中的使用，可以减少地震或风振对建筑物的影响。
阻尼材料还常见于航空航天领域和机械制造业，用于减少噪音和振动。
3. 阻尼材料在振动控制中的应用阻尼材料也广泛应用于振动控制系统中。
通过在结构中引入阻尼材料，可以有效减少结构的共振现象，提高结构的可靠性和稳定性。
4. 阻尼材料在汽车工业中的应用在汽车领域，阻尼材料常用于降低车辆的振动和噪音。
例如，在底盘系统和车身结构中加入阻尼材料，可以显著提升车辆的乘坐舒适性。
结论：金属材料的阻尼性能和阻尼材料的应用对于提高结构的稳定性和振动控制至关重要。
通过深入研究金属材料的阻尼性能及阻尼材料的应用，可以为各个行业提供更加安全、可靠和高效的解决方案。
（字数：601字）。
橡胶粘弹系数计算公式或者阻尼系数拟合公式
橡胶是一种有弹性的材料，具有很好的粘附性和可塑性。
在物理学和工程领域，人们经常需要计算橡胶材料的粘弹系数或阻尼系数。
这些系数对于材料的使用和设计具有重要意义，能够帮助人们了解材料的性能，并指导实际工程的实施。
在实际工程中，计算橡胶材料的粘弹系数通常可以通过以下公式来进行：1. 弹性模量的计算公式橡胶材料的粘弹性质与其弹性模量密切相关。
弹性模量是材料在一定应力下的弹性变形能力，通常用符号E表示。
在工程中，可以通过以下公式来计算橡胶材料的弹性模量：E = σ / ε其中，E为橡胶材料的弹性模量，单位为帕斯卡（Pa）；σ为橡胶材料受到的应力，单位为牛顿（N）；ε为橡胶材料的弹性应变，是指在受到应力时的相对变形程度，无单位。
2. 粘滞阻尼系数的计算公式除了弹性模量外，橡胶材料的粘弹性质还与其粘滞阻尼系数密切相关。
粘滞阻尼系数描述了材料在受到外力作用时的阻尼效应，通常用符号η表示。
在工程中，可以通过以下公式来计算橡胶材料的粘滞阻尼系数：η = F / (x * v)其中，η为橡胶材料的粘滞阻尼系数，单位为牛顿秒/米（N·s/m）；F 为橡胶材料受到的阻尼力，单位为牛顿（N）；x为橡胶材料的位移，单位为米（m）；v为橡胶材料的速度，单位为米/秒（m/s）。
3. 橡胶材料粘弹系数的综合计算公式在实际工程中，为了更全面地描述橡胶材料的粘弹性质，还可以综合考虑弹性模量和粘滞阻尼系数，使用以下公式进行综合计算：η' = E / (2 * π * f)其中，η'为橡胶材料的粘弹系数，单位为帕斯卡秒（Pa·s）；E为橡胶材料的弹性模量，单位为帕斯卡（Pa）；π为圆周率，约为3.xxx；f 为橡胶材料的频率，单位为赫兹（Hz）。
4. 阻尼系数拟合公式除了粘弹系数的计算公式外，人们在实际工程中还常常需要通过实验数据来拟合阻尼系数的曲线。
一种常用的拟合公式是阻尼系数与频率的幂函数关系：η = a * (f)^b其中，η为橡胶材料的阻尼系数，单位为帕斯卡秒（Pa·s）；f为橡胶材料的频率，单位为赫兹（Hz）；a和b为待拟合的参数。