[發(fā)明專利]一種澆注型主動(dòng)約束阻尼結(jié)構(gòu)的制備及阻尼增強(qiáng)方法

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• 申請日: 2015-06-04
• 公開（公告）號: CN105041963A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊寧波;任偉偉;李宏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類號: F16F15/18
• 分類號: F16F15/18
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務(wù)所 41112
• 代理人: 符繼超

1.一種澆注型主動(dòng)約束阻尼結(jié)構(gòu)的制備及阻尼增強(qiáng)方法，主動(dòng)約束阻尼結(jié)構(gòu)包括作動(dòng)材料層(1)、阻尼材料層(2)、傳感材料層(4)和被控材料層(3)，阻尼材料層(2)通過U形模具(8)使作動(dòng)材料層(1)、傳感材料層(4)被澆注為一體，再通過粘接被控材料層(3)而制備出主動(dòng)約束阻尼結(jié)構(gòu)，阻尼材料層(2)采用的材料是改性環(huán)氧樹脂，被控材料層(3)采用的材料是金屬，設(shè)定U形模具(8)的內(nèi)寬為K、內(nèi)高為G、內(nèi)厚為H，K≤G，K＞H；在控制模塊(5)、示波器(6)及放大器(7)的作用下實(shí)現(xiàn)主動(dòng)約束阻尼結(jié)構(gòu)的阻尼增強(qiáng)，控制模塊(5)能實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號的幅值及相位調(diào)節(jié)，示波器(6)可以通過傳感材料層(4)來監(jiān)控被控材料層(3)的阻尼增強(qiáng)效果，放大器(7)的電壓放大倍數(shù)必須大于100，其特征是：

作動(dòng)材料層(1)和傳感材料層(4)均采用鋯鈦酸鉛壓電陶瓷片，要求鋯鈦酸鉛壓電陶瓷片的壓電應(yīng)變常需控制在150~3001pC/N，鋯鈦酸鉛壓電陶瓷片的寬度控制在{K-2h₁}mm、高度控制在{G-2h₁}mm、厚度控制在h₂mm，其中h₁是邊距且h₁小于小于H，h₂＜h₁；

所述改性環(huán)氧樹脂是環(huán)氧樹脂與促進(jìn)劑的混合物，該混合物按重量份的配比是：環(huán)氧樹脂:促進(jìn)劑=2:1，促進(jìn)劑是2,4,6-三苯粉；

將作動(dòng)材料層(1)、傳感材料層(4)對稱粘貼在U形模具(8)內(nèi)的兩端面上，作動(dòng)材料層(1)、傳感材料層(4)分別相對U形模具(8)的左右兩側(cè)及底側(cè)之間距均為h₁，將所述改性環(huán)氧樹脂從作動(dòng)材料層(1)和傳感材料層(4)的中間緩慢澆注到U形模具(8)內(nèi)，直至所述改性環(huán)氧樹脂完全浸滿作動(dòng)材料層(1)和傳感材料層(4)并澆注到U形模具(8)的上端，將澆注后的U形模具(8)在室溫條件下固化24~48小時(shí)后再放入恒溫箱內(nèi)，恒溫箱在60℃時(shí)固化24小時(shí)后再脫模，脫模后在傳感材料層(4)上均勻涂刷粘結(jié)劑并粘貼被控材料層(3)，粘貼牢固后即可制備出主動(dòng)約束阻尼結(jié)構(gòu)；

在傳感材料層(4)上分別聯(lián)接控制模塊(5)、示波器(6)，控制模塊(5)與放大器(7)聯(lián)接，放大器(7)再聯(lián)接到作動(dòng)材料層(1)上，當(dāng)被控材料層(3)呈壓縮狀態(tài)時(shí)，傳感材料層(4)將采集到的壓縮信號反饋到控制模塊(5)，控制模塊(5)的反相電路將其反相轉(zhuǎn)換為拉伸信號，通過放大器(7)放大后激勵(lì)作動(dòng)材料層(1)并使作動(dòng)材料層(1)實(shí)現(xiàn)拉伸變形，作動(dòng)材料層(1)的拉伸變形和被控材料層(3)的壓縮變形同時(shí)作用在阻尼材料層(2)的上、下兩面，使阻尼材料層(2)產(chǎn)生更大的剪切變形量，該剪切變形量能進(jìn)一步提高阻尼材料層(2)的能量損耗并增強(qiáng)阻尼效果；

當(dāng)被控材料層(3)呈拉伸狀態(tài)時(shí)，作動(dòng)材料層(1)一方面起到了被動(dòng)約束的作用，同時(shí)又能進(jìn)一步增大阻尼材料的剪切變形量，該剪切變形量能進(jìn)一步提高阻尼材料層(2)的能量損耗并增強(qiáng)阻尼效果。