[發明專利]一種材料損耗因子測量的方法

有效

• 申請號: 201410206572.5
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103983691A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 張安付;盛美萍;肖和業
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/07
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 呂湘連

技術領域

本發明涉及材料阻尼特性測量領域，具體涉及一種材料損耗因子測量的方法。

背景技術

材料損耗因子測試的方法，主要有彎曲共振法、自由衰減法、相位法等。在實際工程中，存在大量質地軟，內含有空腔的阻尼材料，如艦艇上使用的各類消聲瓦，去耦瓦等，由于這一類阻尼材料中一般會含空腔，導致對材料形狀要求嚴格的彎曲共振梁法和相位法等方法不能用來測量該類材料的損耗因子。自由衰減法對材料的尺寸形狀等因素要求不高，可以通過直接測量結構的混響時間得到結構的損耗因子，但是由于阻尼材料是軟質地，在使用自由衰減法測量前，需要將阻尼材料粘附在質地比較硬的結構背襯上，如鋼板上，測量出的損耗因子為阻尼材料—鋼板組合結構的損耗因子，并不能反映阻尼材料自身阻尼的大小。因此，對于軟質地多空腔阻尼材料自身材料損耗因子測量的特殊要求，目前的幾種常用測量方法都不能滿足。

上述方法無法滿足當前工程中出現的大量軟質地、內含空腔的功能材料的阻尼測試要求，為此提出本發明專利申請，發展一種可用于該類材料損耗因子測量的方法。對于內不含空腔功能材料的阻尼測試，本發明方法同樣適用。

發明內容

本發明的目的是：為了解決軟質地、多空腔材料損耗因子測量問題，本發明在波速方法和自由衰減法的基礎上提出一種可用于材料損耗因子測量的方法。

本發明的技術方案是：一種材料損耗因子測量的方法，流程如圖1所示，包括如下步驟：

步驟一：備兩塊同尺寸同材質的金屬板；在其中一塊金屬板上敷設一層待測材料形成復合阻尼板；

步驟二：在復合阻尼板的金屬面一側粘貼N個加速度傳感器作為測點，N≥2，激振器在復合阻尼板的金屬面一側邊界處形成激勵點，N個測點與激勵點處于一條直線上；

將頻率為f的脈沖信號輸入激振器，拾取復合阻尼板上N個測點的彎曲波信號，可參閱圖3，并去除邊界反射波的干擾，利用希爾伯特變換得到彎曲波傳遞到復合阻尼板上N個測點的相位θ_i(i＝1,2,…N)，根據公式

Δt_i＝|θ_i-θ_i+1|/(2πf)(i＝1,…N-1)

計算得到脈沖波從到達測點i和測點i+1的時間差Δt_i；測量測點i和測點i+1間距離Δd_i，利用公式

c=Σi=1N-1ΔdiΔtiN-1]]>

計算得到彎曲波在復合阻尼板上的傳播速度c；通過改變脈沖信號頻率獲得多個頻點下的彎曲波傳播速度。彎曲波傳播速度測試系統，可參閱圖4。

同樣用本步驟的方法對金屬板開展波速測量，獲得不同脈沖信號頻率下金屬板的彎曲波傳播速度c₀。

步驟三：根據公式計算阻尼層與金屬層的楊氏模量比e