阻尼涂料减振降噪原理

发布时间:2016-12-10浏览次数:

   金属薄板振动,如空气动力机械的管壁,机器的外壳,车体和船体等一般均由薄金属板制成,当设备运行时,这些薄板都会产生振动,进而辐射噪声,像这类由金属板结构振动引起的噪声称之为结构噪声。对于这种金属板辐射噪声的有效控制方法,一是在设计上,尽量减少其噪声辐射面积,去掉不必要的金属板面;二是在金属结构上涂敷一层阻尼材料,利用阻尼材料抑制结构振动、减少噪声,这种方法我们称之为阻尼减振。 
阻尼是指阻碍物体作相对运动,并把运动能量转变为热能的一种作用。一般金属材料,像钢、铝、铜等固有阻尼都小,所以,常常通过外加阻尼材料的方法来增大阻尼。阻尼在抑制振动过程中的主要作用有:衰减沿结构传递的振动能量;减弱共振频率附近的振动。 
    什么是阻尼材料?阻尼材料就是一些内损耗、内摩擦大的粘滞性材料,如沥清、软橡胶以及其他一些高分子涂料。采取阻尼措施之所以能够降低噪声,其机理在于: 
(1)减弱了金属板弯曲振动的强度。当金属发生弯曲振动时,其振动能量迅速传给紧密涂贴在薄板上的阻尼材料,引起阻尼材料内部的摩擦和互相错动。由于阻尼材料的内损耗内摩擦大,使相当部分的金属板振动能量变成热能而耗散掉,从而减弱了薄板的弯曲振动。 
(2)缩短了薄板被激振后的振动时间。在金属薄板受撞击而辐射噪声时(如敲锣)更为明显。比如不加阻尼材料的金属薄板受撞击后,要振动2s才停止;而涂上阻尼材料的金属薄板受同样大小的撞击力,振动的时间要缩短很多,比如说只有0.1s就停止了。许多心理声学专家指出:50ms是听觉的综合时间。如果发声的时间小于50ms,人耳要感觉这声音是困难的。金属薄板上涂贴阻尼材料而缩短了激振后的振动时间,从而也就降低了金属板辐射噪声的能量,达到了控制噪声的目的。  
     最佳阻尼材料的选择与振动物体的大小、质量、振动频率、运行功能等因素有关。一般来说,选择和使用阻尼材料时应考虑:①阻尼材料应该用在最易发生伸缩、弯曲或出现运动的振动表面部分,这些通常是最薄的部分;②对于单层阻尼材料,材料的性能和质量应该与振动表面的材料相匹配。这意味着单层阻尼材料应该比振动表面材料厚2~3倍;③由金属板限制层结合粘弹性阻尼材料所组成的阻尼约束结构,比单层材料更能有效地抑制振动。金属薄板限制层为振动表面材料厚度的1/3。