【摘要】：粘彈阻尼材料及其約束阻尼結(jié)構(gòu)在服役過程中不可避免的會(huì)受到各種老化條件的影響進(jìn)而降低減振效果,嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。因此希望通過進(jìn)行老化實(shí)驗(yàn)研究其老化規(guī)律,采用合適的方法減少材料及結(jié)構(gòu)整體阻尼性能下降幅度,更好的發(fā)揮阻尼性能。本文采用Qtech T501-I型粘彈阻尼材料及其約束阻尼結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,通過高低溫循環(huán)、凍融循環(huán)、飽和Ca(OH)_2溶液浸泡和鹽霧環(huán)境四種老化條件處理該材料以及其約束阻尼結(jié)構(gòu),對(duì)該粘彈阻尼材料老化前后的力學(xué)性能和微觀變化進(jìn)行了研究;通過使用在涂層與砂漿基材界面處貼應(yīng)變片的方法對(duì)結(jié)構(gòu)界面的微觀變化進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),研究了環(huán)境溫度、彎曲荷載-飽和Ca(OH)_2溶液耦合作用和彎曲荷載-鹽霧環(huán)境耦合作用對(duì)涂層砂漿試塊界面的應(yīng)力應(yīng)變、光澤度、附著力和強(qiáng)度的影響;四種老化條件作用前后約束阻尼結(jié)構(gòu)的阻尼性能變化規(guī)律表明由該材料制作成的約束阻尼結(jié)構(gòu)經(jīng)過老化后其阻尼性能略有下降,但是仍能保證良好的阻尼效果。通過以上研究得出的具體研究結(jié)果如下:1.老化前后力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)以及對(duì)老化前后試樣進(jìn)行FTIR分析表明,Qtech T501-I的拉伸強(qiáng)度為1.31MPa,斷裂伸長率為939.99%,撕裂強(qiáng)度為5.58N/mm,邵A硬度平均值為18,其平均凝膠時(shí)間為約258s,平均表干時(shí)間約為56min,固含量達(dá)到92.29%,經(jīng)過低溫彎折實(shí)驗(yàn)處理后其表面無裂紋。在上述四種老化條件下老化120d后的研究結(jié)果表明,試樣力學(xué)性能均有不同程度的下降,其中以飽和Ca(OH)_2溶液浸泡后的試樣力學(xué)性能下降幅度最大,其拉伸強(qiáng)度下降了47.33%,鹽霧環(huán)境老化效果次之,其拉伸強(qiáng)度下降45.04%,而高低溫循環(huán)老化以及凍融循環(huán)老化對(duì)材料力學(xué)性能的影響較小。通過對(duì)試樣進(jìn)行FTIR分析得到的圖譜表明老化前后個(gè)別代表某些基團(tuán)的峰值以及振動(dòng)幅度有所降低,表明該材料在經(jīng)過老化后其分子間的化學(xué)鍵以及結(jié)構(gòu)受到一定程度的破壞,但是仍能保持其基本性能不變,說明其仍能保留良好的阻尼性能。2.涂層與基材界面靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變、彎曲荷載-飽和Ca(OH)_2溶液耦合和彎曲荷載-鹽霧腐蝕耦合的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,常溫狀態(tài)下界面應(yīng)變無明顯變化,其處于平穩(wěn)狀態(tài)。將涂層砂漿試塊放置在60℃的環(huán)境中8小時(shí)后發(fā)現(xiàn)其應(yīng)變變化趨勢逐漸上升至最大值達(dá)到45左右并趨于平穩(wěn)。在-30℃的環(huán)境中放置8小時(shí)后測試應(yīng)變值發(fā)現(xiàn)其逐漸下降到-60左右,表明低溫對(duì)材料的性能和其與基材的粘結(jié)力影響較大,與宏觀低溫下材料的附著力降低相符。砂漿試塊的光澤度、抗折強(qiáng)度和涂層附著力實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,涂層對(duì)砂漿試塊具有一定的保護(hù)作用,而彎曲荷載-飽和Ca(OH)_2溶液耦合作用對(duì)砂漿試塊的影響最大,老化后的試塊的光澤度下降54.78%,抗折強(qiáng)度下降了13.75,涂層附著力下降22.01%,彎曲荷載-鹽霧耦合對(duì)試塊的影響要略次之。在彎曲荷載-飽和Ca(OH)_2溶液耦合、彎曲荷載-鹽霧耦合作用下界面處的應(yīng)變值均表現(xiàn)出一定的波動(dòng),總體呈現(xiàn)出先下降后略有上升的趨勢,但材料仍能與基材保持良好的粘結(jié)力,保證其發(fā)揮阻尼作用。3.對(duì)約束阻尼結(jié)構(gòu)進(jìn)行老化前后阻尼性能實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明該實(shí)驗(yàn)約束阻尼結(jié)構(gòu)的初始復(fù)合損耗因子分別為0.2125、0.2164、0.2143和0.2215,經(jīng)過四種老化條件老化90d后其損耗因子分別減少3.81%、4.07%、4.48%和4.02%,說明老化后結(jié)構(gòu)的阻尼性能均有不同程度的下降,其中飽和Ca(OH)_2溶液環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的阻尼性能影響最大,因此實(shí)際使用過程中需要特別注意堿性環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)阻尼性能的影響。該實(shí)驗(yàn)約束阻尼結(jié)構(gòu)的初始振動(dòng)加速度總級(jí)值分別為134.43dB、133.25dB、132.56dB和133.85dB,經(jīng)過四種老化條件老化90d后的振動(dòng)加速度總級(jí)值分別增加了1.82%、2.33%、3.24%和2.87%,得出飽和Ca(OH)_2溶液環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的阻尼性能影響最大。通過觀察0-1000Hz范圍內(nèi)其振動(dòng)加速度級(jí)值變化規(guī)律得出結(jié)構(gòu)在老化后其振動(dòng)加速度級(jí)值均有增加,表明其阻尼性能略有下降,但是在0-200Hz范圍的變化不大,表明該結(jié)構(gòu)經(jīng)過老化后阻尼效果雖有降低,但仍能保持較好的阻尼效果。
【圖文】：

青 島 理 工 大 學(xué) 工 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文良好的阻尼性，因此可以利用高分子化合物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變特性提高結(jié)構(gòu)整體的阻尼性能[1]。目前針對(duì)粘彈阻尼材料的阻尼材料的研發(fā)以及對(duì)各種阻尼結(jié)構(gòu)及其阻尼效果的研究料減振機(jī)理尼材料由于其高分子聚合物的分子結(jié)構(gòu)的特性，其具有粘[2]。材料的阻尼性能是由分子結(jié)構(gòu)決定的其本身固有的性能周期性應(yīng)力后，材料在拉伸-收縮的循環(huán)過程中大分子鏈之量，單位材料消耗的能量就是回線的面積（如圖 1-1 所示）耗的能量越多，表明材料的阻尼性能越好[3]。

青 島 理 工 大 學(xué) 工 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文1.2.2.1 自由阻尼結(jié)構(gòu)將粘彈阻尼材料附著在需要減振位置的基材或者機(jī)器零構(gòu)件上，當(dāng)基材材料由于振動(dòng)等因素產(chǎn)生形變時(shí)，阻尼層隨著基材一同形變，對(duì)材料產(chǎn)生拉伸-收縮的循環(huán)變化，，根據(jù)阻尼材料的減振機(jī)理可知，此時(shí)阻尼材料會(huì)不斷消耗能量，降低振動(dòng)產(chǎn)生的不良影響。
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU528

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4 王n

本文編號(hào)：2605937