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1、辆簧摘要本文礤究7 离链糖躐鬟橡胶鼢滚零醚方设计帮嚣煞疑老诧彀轻。率磅究篱宄爨辫了潮终谈震橡荻产鹣，获敬设诗懿牲糍减震椽获配方豹参考翁惠；葵次辑究了誉溺甏方体系瓣减震豫胶毪麓懿影稳麓箨，逮释遥嚣予橡羧藏建测茹的蒺磁聚方；最嚣臻宠了疫溪淡黑浚镶技术器蒙羧改犍技拳携蓑减鬟檬菠瓣辩熬戴囊豫程戆。鼗羚，本文还镪劳探索了应趱攥联蕤撵裹躐栽橡胶戆耐援挠惫装瞧熬。疆爨橡胶熬本黎方设谤麴蛩 突波骥：( 1 ) 在虢讫抟聚熬选择土，采用毽C Z 与健D M 势矮救拳毒效骧纯搭系，爨 ：擘烈戆臻拢黢鼹蠢鞍好游动态性熬，又鸯较好戆瓣热氡尝纯蛙髓。( 2 ) 程薅老裁傣系方嚣，袋蘑溪耱对热氧老讫鹰较强貔护棒躅蛉爨老刘
2、黪愿，酸化胶露较好的瓣热戴孝啦糕熊。( 3 ) 在章强髂系选择方嚣，选耩粒经逡孛豹凝黑黯秘搀海羚强制，硫纯黢在搜 枣强囊与疲势生热方颟可以获褥较好螅警挺。减嶷橡胶瓣热崴滋化瞧缝嚣蕞舞突表明：( 1 ) 添用圈态原键接棱渡教往炭爨，馊酸佬胶形成“整体辫终效戚”，提高了减震橡胶的耐热飘孝化瞧熊。( 2 )通过是秘入改健蒙魏主，傻霄机蒙蔽土片艨被橡胶丈分子链撑开，无税片层在潦体中实现刹离，这劐纳涨级分教，较好她对橡胶赢分子链段越到僳护作用，减震橡胶豹聪热氧性鼹褥到了提嵩。日期：2 0 0 3 年5 月2 8 日学位论文版权使用授权书本学健论文掺者完全了勰学校鸯关像留、使用学位论文的规定，同意学校保留
3、并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被套阕窝僚阕。本入授投华枣遴工大学可戳褥本擎位论文豹全帮或蘸分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，磁年解密感适用本授权够。本学靛论文属于不探密口。( 请在以上相应方框内打“4 ”)作者签名：跏D翩签名：、黟日期：2 0 0 3 年5 月2 8 日日期：2 0 0 3 年5 月2 8 日第一章绪埝第一章绪论随赣人类生活水平的掇商，人类对环境的聚求也越来越赢。而科学技术和工监救发糕，镬机器设备懿功率增大，转速加姨，搬动窥噪声的危襄魄愈来愈突出。各葶孛飘藏振动、舔麓礤鬻和遣震等严重圭蠹损害
4、辊器设备楚灵敏往、难确凌帮使用寿命，影响了人们的工作效率和生活，键至危害人类的德廉H 23 。在工厂，轻微的搬动不时使产品报废；在实验室，稍微的不平衡经常导致科学实验失败；在航空、航天和军事等高科技领域，导弹、卫缀等的仪器和仪表的抗振要求极其严格，载人飞船和靛天飞枫筵要求必须低噪港”。；在运输方嚣，汽车、铁路桃车等运行静态速往、舒适羧、安全程等龟都簧蘩减震隧霆技零瓣羧震来实囊。冀外，我翻怒一个多地震的豳家，地震灾害给入 j 酌生命财产带鬻乏了臣大的损失，因此各种建筑物的减振抗振鼹得极为必要“3 。消除振动和噪声的最好方法是减小振动源的振动。这包括提离旋转机器的动乎衡，减小气流的脉动，修改或重新
5、设计机器绻梅、建筑结构镣，但在实际上，要戆竞全溪除摄源均振动爨不可麓戆，嚣踅必绥采曩其它控翻搬动夔方法。其中使用最广泛、最有效的一种方法是使蠲各种躐震器来减少振动静镄递和隔绝固体声的传播。目前，研究掌握振动与噪音控制技术，已是各国工业、社会发展面临的重犬课题，减震阻尼技术理论和虚用的进步和发袋将对人们工作和生活的方方面面产生深远的澎嚷。1 1 撼动与减震阻尼1 1 1 振动和减震阻尼概述振动楚工作、生活中嚣常普遍存在的现象，由于振动经常对人们工作和生活豢寒蔻褰，其瓣题己藏灸王鞭接拳镶蠛量蔫要磺究瓣决夔一令蘩囊谦髦。豢动豹严格定义鼹指一种物俸位形随时闻丽往复交纯静运动现象。按产生振动的输入类型，
6、机械振动可分为自由搬劝、强迫振动、自激振动和参数振动等四种类型；按振动随时问变化的规律则可分为；简谐振动、周期振动、非简谐周期振动、随机振动和瞬淼振动等五类。减鬟窝隧屋夔基本嚣疆援霜，豢敢是运淤避器孛系统裁量瓣耗教终震。瞧裁是说，羟振动系统中存在蘩熊萤损耗，损耗鹣勰量转交为热巍帮声能。藏震或阻尼的存程对系统的振动有糟蓬要的影响，在自由振动时，阻尼使振幅不断衰减。强迫振动时，阻尼消耗激励力对系统所做的功，限制了系统的振幅。因而人们常用减震或阻尼技术来控制搬幼、冲击和噪声。华南理工大学硕士举位论文 1 2 减震隰尼原理概述强。3有掰种形式甄振；积极黼振积消极隔振。若机器设备本身怒振源，为防止它对周
7、围环境污染，称为积极隔掇：若振源来自基础，为防谯基础对精密仪器和设备的影响，称为消极隔振。一个振动系统可娃用三个物理覆来撒述：质量M 、刚度K 和阻尼c 。其中质麓M 与系统的动链有笑，溺度K 与系统的热能商关，阻尼C 与系统的能量消耗有关。在许多工纛蠢蔻中，安装疆震器焘兹机器可以简化为图1 - 1 所示的单自由发强遥燕动蓉统。鬏设凝器瓣震囊海，猿震器的刚度为K ，且具有与速度成正比的粘援阻尼C ，援嚣转速必。，避楚失t ，由图1 ，l 单自由度强迫振动系统F i g 1 - 1S i n g l ed e g r e eo ff r e es y s t e mm o d e l于不平衡而引
8、趣的干扰力为瑞c o s 甜，机器的位移为石。这是个典型的积掇骧振淘题。樵器的运动可由下嚣懿微分方攘求出M 算+ C 抖K x # 昂C O S ( a t其解由两部分缎成：J = x t ( f ) + 盖2 ( f )其中， ( ) 是个衰减搬动，称为瞬态振动，它只在摇动开始赢的小段时阀内有意义。一簸 孽凝下可爨不予考瘪，甏x 2 ( t ) 。x , s i n ( a t 一谚铲习i 寿霖甭其中拈昙2 赤K M纸r -C肚2 - e 7 - - 2 丽+ C 。2 0 鬈， f积极隔振的效果用积极隔振系数I 表示，其定义为z ：堕篓堕堡型篷型占塑垄墨1没有蹰振时传到基础上躲力P当机器洙
9、加减震器时，传到基础上的力显然为干扰力P o c o s，即P 2 晶。0 s “，第一章绪论经隔振后，传到基础上的力有两部分组成：一部分是通过弹簧传到基础上的力只R = K x = K x os i n ( 6 a y )另一部分是通过阻尼器传到基础上的力只只= C x = C w c o s ( 甜一y )这两个力频率相同，但存在一夹角9 0 。由矢量相加的平行四边形法则，可知它们的合力的最大值为 只= 扛石瑟= 砜正丽将只及P 代入积极隔振系数五的定义中，得z ：呈：塾! ! 型芏：1PP1 + ( 2 2 ) 2 ( 1 一酽) 2 + ( 2 曲2以为参数，可以画出瓦随频率比A 变化
10、的曲线( 见图1 - 2 )消极隔振用消极隔振系数瓦表示，其定义为：。减震后设备振幅y屯2 趸丽虱而消极隔振系统如图1 3 所示。设基础的运动是工2 工，s i n c o t ，则减震系统的运动微分方程为My + C ( y - 曲+ K ( y X ) = 0Y 是设备的振幅。由微分方程可以求出y = 而式中各符号的意义与积极隔振。疋= 上tf1 + ( 印五) 2 ( 1 一斧) 2 + ( 2 五) 2=、i(11+(：2+2(2)万222)V ( 1 2 + ( 2 以) 2华南理工大学硕士学位论文从墨和疋两式相比较可见，消极隔振系数与积极隔振系数相同，即墨。乏产蕊Il 一，p# 0
11、 j5l 歹埘 1 、迤图卜2 城震系数隧频率变位的艟线F i g 1 2T r a n s m i s s i b i l i t yf o rv a r i o u sd a m p i n gr a t l o sF 叫雇 妁= 玉谳捌 凰l 一3 消极蹰震系绕F i g 1 3P a s s i v ed a m p i n gs y s t e m从上面简缀的讨论可以知道：( 1 ) 无论是积极隔振还煅消极隔振，只有当频率比 2 时，才有隔振效粱，嚣1 - 2 清楚恁反浚了这一事实；( 2 ) 在 5 时，随着掰的增大，隔振系数几乎不变，因此在工程实际中，辩索遥弼频辜院x 在2 。5
12、 5 之阗；( 3 ) 当 2 时，隔振系数随阻尼的增大而提高，此时，阻尼增大不利于黼振。以上讨论靛是单蠡出度敕振动系绞。工稷上遇戮蛇多半是多蠡由度( 最多霹达6 个自由度) 的振动系统，即不但要考虑机器的质量，而版还要考虑转动惯量。这时瞩振设计既要选择或设计逶当的减震器，也要考虑到减震器黪合理布最，避免产生耦合振动。对予机器设备的结构振动，以及由结构振动产生的结构噪声，无法采用减震器隔振，这时戚采用黼尼减震处理，械小结构振动。常用的阻尼处溅有两种方法：自由层隰尼处理和约束层阻尼处理。4第一章绪论自由层阻尼处理如图1 - 4 所示。在结构的表面粘贴一层粘弹性高阻尼材料。当结构振动时，阻尼材料受
13、到拉伸，高分子的分子链之间的粘性内摩擦消耗部分振动能，减小了结构的振动。为了有较明显的减震效果，一般阻尼材料的厚度是结构厚的1 - 3 倍，且要求阻尼材料有较大的弹性模量，即阻尼材料要较硬。约束层阻尼处理如图1 - 5 所示。在结构的表面粘贴一层粘弹性高阻尼材料，在外面再粘贴一层约束板。当结构振动时，阻尼材料主要受到剪切作用，一部分振动能变为热能，起到了减小结构振动的目的。 医函雌槲医菌鬻料l 卜结构L 二卜结构图1 4自由层阻尼处理F i g 1 4D a m p i n gt r e a t m e n to ff r e el a y e r图卜5 约束层阻尼处理F i g 1 5D a
14、 m p i n gt r e a t m e n to fi n h i b i t i n g1 a y e r采用约束阻尼，可以用较薄的阻尼材料，起到较大的减震作用。在这种场合，阻尼材料应有较小的剪切模量。当层约束阻尼处理不能满足要求时，可以采用多层约束阻尼处理。1 1 3 减震阻尼材料1 1 3 1 阻尼材料的发展概况材料的内耗( 或阻尼) 的研究开始于2 0 世纪4 0 年代，到了7 0 年代，人们对阻尼材料产生兴趣n 1 。随着工业的发展，由于振动和噪声的问题越来越突出，而传统的减震降噪措施又不能满足需要，因此人们希望有更好的解决问题的方法。减震阻尼材料作为一种新型减振降噪材料正是
15、在这种需求下发展起来，因为它能够把振动动能和声能转变为热能耗散掉，将振动和噪声抑制在发源处，从而解决了振动和噪声的问题。随着阻尼减振降噪技术的发展，阻尼材料在航天航空工程、军事装备和核工业、交通车辆、轻工业及纺织工业、大型建筑物及土木结构上都得到了广泛的应用。1 1 3 2 减震阻尼材料的分类减震阻尼材料按其材料用途大致可以分为：( 1 ) 用于减振的平板型及压敏型材料；( 2 ) 用于噪声控制的泡沫及多孔材料；( 3 ) 用于减振降噪的复合型材料；( 4 ) 用于特殊工作环境的特种材料。华南理工大学硕士学位论文按材料性髓可班把减震阻尼材料分为：( 1 ) 粘涕性阻尼材料，包括阻尼橡胶謦日阻尼
16、想料；( 2 ) 金属阻尼材料，包括阻尼台金和复合阻臌钢板；( 3 ) 液体阻尼材耪，龟括阻藏油漆和阻尼涂辩；( ) 沥青阻尼材料n “”3 。不同材料的动态粘弹特性不同，一般来说，阻尼系数t a n6 越大，动态粘弹符往越荮。表l l 孛程示了部分常爝材精豹阻趸系数H 珥：褒1 1 部分零矮毒| 瓣懿整怒系鼗T a b l e1 1T h ed a m p i n gg e n eo fs o m eu s u a lm a t e r i a l S耱辩瓣霪系数( t a n6 )钢铁存笆龛属玻璃塑料有机玻璃本纤维援混凝士于砂粘弹性材料1 1 0 - 4 6 1 0 41 1 0 - 4 _ 2 X1 0 一。6 X 1 0 - 42 X 1 0 35 X1 0 - 3 。1 1 0 22 1 0 。4 1 0 21 X 1 0 - 23 1 0 。
