青岛地铁减振降噪粘弹性阻尼材料及其约束阻尼结构研究

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本文根据青岛地铁减振降噪要求,分析实际工程建立模型,对粘弹性阻尼材料及其约束阻尼结构的性能进行实验研究。分析归纳变化规律,为青岛地铁减振降噪提供理论支持。对粘弹性阻尼材料的密度、凝胶时间、表干时间和实干时间、固含量、硬度、拉伸力学性能及动态力学分析(DMA)进行研究,从复合损耗因子、振动加速度、时域波形三个方面对粘弹性约束阻尼结构总结阻尼性能变化规律。主要结论如下:(1)所选粘弹性阻尼材料密度为0.9583g/cm3,凝胶时间、表干时间、实干时间分别为18min、42min、170min,固含量为93.95%;粘弹性阻尼材料养护14d后常规力学性能趋于稳定,拉伸强度和断裂伸长率分别为8MPa和370%,硬度为邵A65。(2)DMA研究结果说明所选粘弹性阻尼材料在1Hz~50Hz频率下的Tg为-20℃~20℃,损耗因子峰值均大于0.7。(3)复合损耗因子研究结果表明,在设置的阻尼层厚度范围(0.5mm~2.5mm)内,复合损耗因子随阻尼层厚度的增加而增大,后趋于稳定值;在设置的约束力范围(40N~120N)内,约束力越大,即振动构件与阻尼层结合的越紧密,复合损耗因子越大。(4)振动加速度级研究结果表明,在设置的阻尼层厚度范围(0.5mm~2.5mm)内,约束阻尼结构的振动加速度级值随阻尼层厚度的增加而降低;在设置的约束力范围(40N~120N)内,约束力越大,振动构件与阻尼层结合的越紧密,振动加速度级值越小。(5)时域波形研究结果表明,在设置的阻尼层厚度范围(0.5mm~2.5mm)内,阻尼层厚度越大,约束阻尼结构振动时域指标有效值越小,时域指标最大值越小;随阻尼层厚度增加,约束阻尼结构振动衰减时间先降低,随后逐渐趋于稳定值;在设置的约束力范围(40N~120N)内,约束力越大,约束阻尼结构振动时域指标有效值越小,时域指标最大值越小,振动衰减时间先降低,随后逐渐趋于稳定值。(6)所选粘弹性阻尼材料是一种是一种快速固化型、高固含量环保材料;在青岛地铁工程温度-10℃~20℃范围内阻尼性能达到最大值;在振动构件上附加2mm左右的粘弹性阻尼层可以提高5倍的阻尼效果。
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