[發明專利]干摩擦阻尼金屬材料及其制造和使用方法

在審

• 申請號: 201711074895.3
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN108019455A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 尤里·阿納托利·卡佩恩科
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F16F7/14
• 分類號: F16F7/14
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 張濤

公開了一種用于改進金屬產品中的振動阻尼性能的方法和系統。該產品包含干摩擦、層狀金屬阻尼材料，該干摩擦、層狀金屬阻尼材料具有嵌入其中的由捆綁的金屬絲的金屬絲繩組成的一個或多個編織網層。繩可以用薄層金屬套住。編織各個繩以形成網格層，一些繩位于第一或Y方向，其它繩位于第二或X方向。通過滾壓、成型或擠出將一個或多個網格層與金屬基體連接。可以優化滾壓、成型或擠出的工藝參數以便實現繩恰當地嵌入金屬板，其中將繩牢固地鎖入金屬板，金屬材料在線纜的外表面上流動而不在金屬絲之間滲透。

技術領域

本發明涉及具有增強的阻尼能力的材料。更具體地，本發明涉及具有增強的減振性能的干摩擦阻尼、層狀金屬阻尼材料。阻尼材料具有一層或多層板狀的金屬原材料和一層或多層網格形式的編織金屬絲。編織金屬絲是繩索或纜繩的形式并且可以是裝有護套的或未裝有護套的。多個獨立的金屬絲要么是線性的要么相對于彼此扭轉。至少一個板和編織金屬絲的至少一個網格經受滾壓、成型或擠出形成金屬阻尼材料。層狀金屬材料具有包括但不限于機動車和非機動車產品二者的寬范圍的應用。

背景技術

與具有由金屬材料制造的部件的工業機械、機動車以及家用電器的運轉相關的不受歡迎的噪聲和振動是顯著的、反復發生的、以及顧客抱怨原始設備制造商的難以處理的來源。所需補救工作的數量和費用給機械工程的成就的改進制造了壓力。

大多數已知的運轉的機器由于它們的移動部件的固有的不平衡而產生振動和噪聲。不受歡迎的振動和噪聲還由在運動中支撐運轉的機器(或發動機)或承受負載的結構的動態載荷造成。在當機器或結構的固有的振動頻率與外加激發的頻率相符的情況下，可能發生機械或結構工程系統的共振。

由于在機械和結構工程中使用的典型的常規的金屬材料具有相對低的阻尼能力，因此系統共振可能不僅導致討厭的噪聲級和振動級，而且可能甚至由于由誘導應力的循環變化造成的金屬疲勞而導致整個系統的故障。因此，需要增強金屬材料的阻尼能力以便抑制不受歡迎的共振，從而阻止不受歡迎的噪聲和振動級或由金屬疲勞而造成的甚至整個系統的故障。

鑒于目前發展水平，提供新的金屬材料是有利地，該金屬材料顯示了通過在滾壓、成型或擠出操作期間將一個或多個金屬絲繩嵌入金屬材料中帶來的改進振動阻尼，利用了金屬絲間摩擦的益處來阻止工業機器、機動車、以及具有由金屬材料制成的部件的家用電器的不希望的噪音和振動。

因此，在制造工藝的許多領域總是有改進通常在機械和結構部件各方面使用的與金屬材料有關的不受歡迎的相關噪聲和振動的空間。

發明內容

本發明提供了用于形成具有增強的振動阻尼性能的金屬材料的方法和系統，該系統可以包括一個或多個板狀的金屬原材料層和一個或多個編織金屬絲(金屬絲繩或線纜)束，該編織金屬絲束例如以網格的形式布置，該網格被豎直疊加，然后經歷滾壓、成型或擠出。可以優化滾壓、成型或擠出的工藝參數以便實現線纜恰當的嵌入金屬板，從而將線纜牢固地鎖入金屬板，同時金屬材料在線纜的外表面上流動而不在各個金屬絲之間滲透。通過使用軟釬焊或硬釬焊工藝可以實現線纜外表面和金屬材料之間的焊接質量的改進。

編織網層包含多個裝有護套或未裝有護套的金屬絲繩，每個繩包含一個或多個金屬絲。編織各個金屬絲繩以便形成網格層，一些繩位于第一或Y方向，另一些繩位于第二或X方向。如果裝有護套的話，護套由薄的金屬層形成。

生成的材料的阻尼性能的增加是由于在嵌入式線纜內的金屬絲間的干摩擦，根據使用新材料的結構的動態載荷，該干摩擦在各個金屬絲的表面之間形成。特別地，盡管由于低成本和實用性，圓形的橫截面是優選的選擇，但是金屬繩的各個金屬絲可以具有任意的橫截面，同時各個繩顯示出201MPa或更高的抗拉強度。