1 范圍

本標準規定了采用懸臂梁共振法測定材料振動阻尼特性的方法。測定量包括材料的損耗因子7彈性楊氏模量E、彈性剪切模量G。

本標準適用于在結構振動、建筑聲學和噪聲控制等方面應用的材料。在50Hz到5kHz的頻率范圍及材料的有效使用溫度范圍內進行測量

2 引用標準

下列標準所包含的條文,通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時,所示版本均為有效。所有標準都會被修訂,使用本標準的各方應探討使用下列標準*新版本的可能性。

GB/T2298-1991 機械振動與沖擊術語( neq iso2041:1990)

GB/T4472-1984 化工產品密度、相對密度測定通則

GB/T9870-1988 彈性體動態試驗的一般要求( neq Iso2856:1981)

GB/T14465-1993 材料阻尼特性術語

3 定義和符號

3.1 定義

本標準所用的術語均遵循GB/T2298和GB/T14465的規定,同時使用了下列定義。

3.1.1 自支撐阻尼材料self- supporting damping materials

材料體較硬,其本身可直接由測試裝置夾持進行測量的一類阻尼材料。

3.1·2 非自支撐阻尼材料non-self- supporting damping materials

材料體較軟,其本身不能直接被測量裝置夾持測量的一類阻尼材料。

3.13 半功率帶寬 half-power bandwidth

在共振曲線上共振峰兩側振幅為共振振幅的0.707倍(即下降3dB)處的頻率差。

3.2 本標準使用了下列符號

——自支撐阻尼材料的彈性楊氏模量,Pa;

——自支撐阻尼材料的損耗因子,無量綱;

——非自支撐阻尼材料的彈性楊氏模量,Pa;

——非自支撐阻尼材料的損耗因子,無量綱;

——非自支撐阻尼材料的彈性剪切模量,Pa;

——非自支撐阻尼材料的剪切損耗因子,無量綱。

4 試驗方法和裝置

4.1 試驗原理

本標準規定采用矩形條狀試樣。將試樣垂直安裝,上端剛性夾定,下端自由構成懸臂梁測試系統。測試系統的儀器由激勵和檢測兩部分組成。由信號發生器產生一個正弦或隨機信號經放大器激勵激振器,對試樣施加激振力由檢測傳感器檢測試樣的振動響應信號,經放大器放大后送入顯示與記錄儀器。保持激振幅值恒定,連續改變頻率測出試樣的共振曲線根據所測共振頻率和半功率帶寬依據所給公式即可計算出材料的各模量值和損耗因子若測試過程在控溫箱中完成則可確定溫度對材料阻尼特性的影響。

4.2 測試原理框圖

4.3 量具

量具應滿足各行業要求。

4.4 測量支架

測量支架應注意避免外界機械振動干擾并符合下述要求:

a) 測量支架的固有頻率應遠離測試頻率范圍測量支架應安裝在具有足夠質量的基座上;

b) 測量支架的夾具應有足夠的夾持力

4.5 激振器和傳感器

a) 激振器采用電磁型激振器。激振器采用剛性固定,距離被測試樣1mm遠。當采用不銹鋼或鋁棒時,須在試樣上用粘結劑粘合小塊磁性材料以獲得激振力和響應;

b) 檢測傳感器推薦采用非接觸式速度型傳感器。在較高頻振動時由于非接觸式傳感器達不到所需的靈敏度,應采用超小型加速度計。如速度計的質量小于0.5g。加速度計的安裝應使用粘合劑粘接,同時注意盡量減小電纜輸出線噪聲用接觸式傳感器測得的數據必須鑒別在報告中應包括這種方法可能引起的影響。

4.6 測量儀器

在測試頻率范圍內,測量儀器應符合一般動力實驗要求

5 試樣

5.1 試樣種類

本標準將阻尼材料分為自支撐阻尼材料和非自支撐阻尼材料。不同類型的阻尼材料使用不同的試樣來測定其阻尼性能。圖2給出了四種試樣:

試樣a—均質單板

試樣b——金屬板一側貼阻尼材料的復合板;

試樣c—金屬板兩側貼阻尼材料的復合板;

試樣d——阻尼材料對稱地夾于兩金屬板之間的復合板。

5.1.1 自支撐阻尼材料的阻尼特性,只需用同種材料做成試樣a來測定。

5.1.2 非自支撐阻尼材料的阻尼特性的測定,必須將阻尼材料與金屬板做成復合板,然后分別測定金屬板及復合板的阻尼特性,用兩個測試結果來計算材料的阻尼特性值。

a) 當阻尼材料是楊氏模量值大于100MPa的硬性自由層型材料時,使用試樣b、c來測定。此時只研究其拉伸阻尼特性,忽略其所受轉動慣性和剪切變形影響。其阻尼特性在玻璃態和玻璃化轉變區中測得,例如搪瓷、填料乙烯。

b) 當阻尼材料是楊氏模量值低于100MPa的約束層型軟粘彈材料時,使用試樣d來測定。材料的模量值低于金屬板模量值0、1倍以下,其阻尼特性取決于剪切變形特性,可忽略其拉伸變形影響

5.2 試樣的制備

5.2.1 阻尼材料因其性能不同,可用噴籌涂層、調刀涂層或粘合劑粘接等方法來制備金屬板的阻尼層。所選用金屬板材料應是均質材料。推薦使用鋼或鋁。

5.2.2 試樣板體的根部可以與板體加工成一體,也可以用電焊或膠粘連結而成。對于試樣a,根部厚度應等于試樣厚度

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下載地址：《GB 18258-2000阻尼材料阻尼性能測試方法》