第三章 减振合金.ppt

1、第三章 减振合金,第一节 什么是减振合金 第二节 常用减振材料 第三节 复合减振材料,10多年前,世界冶金界爆出了一条大新闻英国研制成功了一种新的铜锰合金,将其应用于潜水艇螺旋浆上,结果不论转速有多大,也不会发出响声,从而使对方的声纳难以发觉,大大提高了潜水艇活动的隐蔽性。 由于这种合金在振动时不会发出响声。所以立即引起了各国科学家,特别是环境保护专家的重视。将它看做是解决噪声污染的希望,并给它冠以“哑巴金属”的美名(也称减振合金、防振合金、消声合金等)。 减振合金是60年代以来发展起来的新兴功能材料。在控制振动和噪声以及提高疲劳强度等方面的应用中,取得了显著的成效。,振动和噪声不仅污染环境，

2、损害人体健康，而且会影响机械产品的质量，缩短机械部件的寿命，降低仪表的精度和可靠性。 通常把阻隔振动传播称为防振;使振动能以热能形式耗损的能量衰减称为减振。科技工作者为了解决振动公害,曾作过大量研究工作。如增大振动构件质量来提高刚性;采用多孔的吸声材料，把振源包起来，以阻止声音泄漏和传播，或采用设计办法避免危险共振。但这些方法都不理想。人们发现，积极的减振措施应该是用具有高减振性能的金属材料来制作振动源或噪声源部件，从而达到减振消声的目的。塑料代替金属具有很好的减振消音效果，用尼龙制造的齿轮就是这方面成功的例子。但是，塑料的强度和耐高温腐蚀性能现代还无法满足一些特殊的需要。,减振合金又称阻尼合

3、金，是一种阻尼(内耗)大，能使振动迅速衰减的特种金属材料。 阻尼使振动能量随时间或距离逐步耗损的因素。如振动系统内部质点间相对运动的阻碍及外部介质摩擦等。,第一节 什么是减振合金,第二节 常用减振材料,常用的阻尼合金分为： (1)均质金属类，包括复相型、强磁性型、位错型和孪晶型； (2)复合板类，包括非拘束型和拘束型； (3)粉末金属类，包括有色金属型和黑色金属型。,使用已久的铸铁是应用最广泛的一种的复相型减振合金。铝-锌合金也是复相型合金，用它作立体声放大器底板，扩音器框架等，能取得提高保真度的良好效果。 锰-铜系合金在外界振动作用下，由于马氏体相变所产生的孪晶界容易移动，伴随孪晶界的移动产

4、生静滞作用而造成能量损失，所以也具有减振作用。当含锰80的合金铸块掉到地上时，只发出微弱的声音。这种合金减振系数高，耐蚀性能优良，常用来制作高负荷的转动部件和受冲击的结构件，如凿岩机钻杆、链式输送机的链条导轨、蒸汽透平机和汽车凸轮轴齿轮等。 将含铅12的铬钢经过适当的热处理，也会有良好的减振性能。这种钢一得到外界的振动能，就会出现磁畴壁移动和磁矩转动，振动能的一部分便会迅速衰减。这种合金钢很早就已经作为蒸汽透平机的叶片材料使用。,其它如耐腐蚀的钴-镍系合金。用作火箭卫星的精密仪器防振台架的镁-锆系合金、耐蚀性优良的镍-钛合金、加工性和耐蚀性均优的铁-锆-铝系合金等。 目前减振合金已被用于各个领

5、域。在宇宙航天方面，用作卫星、导弹、火箭、喷气式飞机的控制盘和陀螺仪等精密仪器的防振台架；汽车方面，用于车体、制动器、发动机转动部分、变速器、滤气器等；土木建筑方面，用于桥梁、凿岩机、钢梯等；机械方面，用作大型鼓风机框架及叶片、圆盘锯、各种齿轮等；铁路方面，用于火车车轮等；船舶方面，用作发动机转动部件、螺旋桨等；家用电器方面，用于空调器、洗衣机、垃圾处理机等；音响方面，用作演出转动台、扩音器框架、立体声放大器底盘等。,第三节 复合减振材料,金属-橡胶复合减振器。金属-橡胶复合减振器是国内外目前应用最为广泛的减振降噪装置，在轨道交通中(按产值计算)占总量的 90%以上。由于橡胶在很宽的温度范围内

6、具有独特的粘弹行为， 不仅可以象钢弹簧一样通过弹性形变来吸收储存冲击能量，而且还可以通过分子链相对运动而大幅度地消耗能量。这种能力是任何其它材料所不具备的。 防振钢轨设计。在钢轨轨腰两侧粘贴(或包覆)防振吸音材料(如橡胶、树脂)，可望获得较理想的降噪效果，适用于需特殊降噪地段(如医院、学校和住宅区附近)。,环氧树脂是航空制造业应用得最多的聚合物，在其中加入填料合成的复合材料，是一种具有连接与增强作用的半固态系统，涂覆在发动机叶片上，可使叶片具有优异的减振阻尼性能。 复合弹簧是由金属螺旋弹簧和橡胶复合在一起的圆筒状弹性体。该产品优于金属弹簧，具有抗腐蚀性好、寿命长等优点，与其它金属弹簧相比，减振

7、能力强，缓冲效果好，噪音小。 先进树脂基复合材料是指用碳纤维、陶瓷纤维、芳纶纤维等增强的聚合物复合材料。先进树脂基复合材料具有比传统结构材料优越得多的力学性能。这些复合材料的拉伸强度略高于普通钢材，而比强度则为普通钢材的46倍，比模量为普通钢材的23倍。先进树脂基复合材料除具有优越的力学性能外，往往还兼有耐腐蚀、振动阻尼和吸收电磁波等功能。,德国AIR加工技术公司开发出一种碳纤维环氧复合材料螺旋桨。这种螺旋桨的桨叶由碳纤维和环氧树脂模制而成，据称桨叶具有很高的强度，这种桨比金属桨轻25%35%，故桨的惯性小，有利于高速艇的加速。新型桨的另一项优点是浆叶材料的阻尼性能好，可使噪声等级相对于金属桨下降5 dB，甚至在桨叶损坏的情况下，振动等级仍在可接受的范围之内。 还有诸多的如丁基橡胶 聚(甲基)丙烯酸酯共混复合阻尼材料 ，复合结构阻尼片材