專利名稱：一種阻尼結(jié)構(gòu)及復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動及噪聲控制領(lǐng)域，尤其涉及一種增大普通構(gòu)件自身阻尼的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用該 結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
振動的影響和危害幾乎無處不在，振動損害建筑物，影響精密儀器和設(shè)備的運(yùn)行，振動 及其激發(fā)的噪聲還可以危害到人體的健康。交通工具、機(jī)器、電器上的薄壁構(gòu)件如車輪、殼 體、廂體、艙板格外容易振動，會在機(jī)器轉(zhuǎn)動擾力、沖擊擾力、氣流水流流體擾力作用下發(fā) 生振動，高頻的振動還會產(chǎn)生噪聲；橋梁、建筑、工程結(jié)構(gòu)上的薄壁構(gòu)件、大跨度構(gòu)件、超 長構(gòu)件會在風(fēng)載、人力載荷、交通載荷、地震載荷的激勵下，發(fā)生大幅度的振動，這些構(gòu)件 統(tǒng)成為易振構(gòu)件。事實上，易振都是相對的，只要激振擾力的頻率接近構(gòu)件的彎曲或扭轉(zhuǎn)固 有頻率，構(gòu)件就會發(fā)聲共振，這時這個構(gòu)件就是易振構(gòu)件。
實踐證明，提高構(gòu)件的自身阻尼比可以有效的降低構(gòu)件的振動強(qiáng)度。如2003年6月11 R公開的專利號為02240002. 8的專利提供了一種降低鋼軌振動及噪聲的方法，其具體實施方 式是在構(gòu)件(鋼軌)兩側(cè)表面設(shè)置了至少一組約束板基本為平面的約束阻尼結(jié)構(gòu)，通過附加 的約束阻尼結(jié)構(gòu)使構(gòu)件整體的結(jié)構(gòu)阻尼得到了提高，從而達(dá)到減輕構(gòu)件振動強(qiáng)度及噪聲的目 的。在此類結(jié)構(gòu)中，約束阻尼結(jié)構(gòu)的阻尼基本與阻尼材料與構(gòu)件及約束板之間的接觸面積成 TF比，即與阻尼材料承受剪切變形的有效工作面積大致成正比。因此在上述結(jié)構(gòu)中，由于采 用平面約束板以及軌腰尺寸有限，阻尼材料的有效工作面積有限，約束阻尼結(jié)構(gòu)提供的阻尼 也有限，其能實現(xiàn)的減振降噪的作用是有限的。同理， 一般易振構(gòu)件如果采用約束板基本為 平面的約束阻尼結(jié)構(gòu)，也受構(gòu)件表面積所限，不能達(dá)到理想的減振降噪效果。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種可以擴(kuò)大阻尼材料承受剪切變形的有效工作 面積，能夠有效增大易振構(gòu)件阻尼的結(jié)構(gòu)，即一種約束阻尼結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種應(yīng)用了上述結(jié)構(gòu)，可以附加于易振構(gòu)件上，從而有效 增大易振構(gòu)件阻尼的阻尼復(fù)合材料。
本發(fā)明的阻尼結(jié)構(gòu)是這樣實現(xiàn)的，在構(gòu)件本體表面連續(xù)或間隔地固定設(shè)置帶有凹凸結(jié)構(gòu) 的連接體，連接體與帶有相對應(yīng)的凸凹結(jié)構(gòu)的約束體相互配合，連接體與約束體之間設(shè)置阻 尼材料。
構(gòu)件本體表面固定設(shè)置帶有凸棱和凹槽的連接體，約束體的表面對應(yīng)設(shè)置與其配合的ra 槽和凸棱，連接體表面和約束體表面之間設(shè)置連續(xù)或間斷的阻尼層，阻尼層中的阻尼材料為
固體阻尼材料或液體阻尼材料。固體阻尼材料有改性瀝青，高阻尼聚氨酯、高阻尼橡膠，軟 金屬鉛錫等；液體阻尼材料有為硅油和工作溫度下成液態(tài)的改性阻尼瀝青等，采用液體阻尼 材料時，阻尼層周邊要密封，中間可設(shè)保持阻尼層厚度的定距件。
本發(fā)明所述阻尼層在凸棱表面法向上的厚度一般要小于其它方向尺寸。凸棱的延伸方向 垂直于構(gòu)件的主要彎曲振形的彎曲軸線；當(dāng)構(gòu)件本體的振動主要為扭振時，凸棱的延伸方向 垂直于構(gòu)件本體的扭振軸線。為更好地實現(xiàn)減振降噪的效果，連接體表面的凸棱或/和約束體 表面的凸棱內(nèi)部還可以設(shè)置空腔，空腔內(nèi)填裝阻尼材料，也可以填裝比重較高的材料或由其 構(gòu)成的散料。對于自身表面帶有凸起的構(gòu)件本體，其表面凸起可視為連接體，此時，連接體 為構(gòu)件本體自身的一部分。連接體可以是構(gòu)件本體自身的一部分或與構(gòu)件本體集成實現(xiàn)一體
化。連接體與構(gòu)件本體的連接方式可以為焊接、鉚接、粘接、卡槽連接、扣件連接或緊固件 連接。連接體、阻尼材料及約束體還可以設(shè)置多層。
本發(fā)明的阻尼復(fù)合材料是這樣實現(xiàn)的，由帶有凹凸結(jié)構(gòu)的約束體和阻尼材料構(gòu)成，阻尼 材料連續(xù)或間斷地設(shè)置于約束體上；所述阻尼復(fù)合材料由均帶有凹凸結(jié)構(gòu)的連接體和約束體 通過阻尼材料復(fù)合而成，兩者之間的凸凹結(jié)構(gòu)相互配合，二者之間設(shè)置阻尼層，阻尼材料采 用固體阻尼材料或液體阻尼材料；所述連接體表面的和約束體表面的凹凸結(jié)構(gòu)優(yōu)選地為凸棱 和凹槽，連接體和約束體的凸棱內(nèi)部設(shè)置有空腔，空腔內(nèi)設(shè)置阻尼材料或比重較高的材料或 由其構(gòu)成的散料；約束體或連接體為板狀、空心板狀、間隔空心板狀、管狀、棒狀、帶肋線 材或為帶肋鋼筋，諸如帶凸起的鋼板、角鋼、圓鋼、槽鋼、工字鋼、十字鋼等，其上的凹凸 結(jié)構(gòu)可以是縱向的凸棱，也可以是橫向的凸棱，還可以是螺旋狀或分散排布的凸起。本阻尼 復(fù)合材料表面可以是平面，也可以是與待處理的易振構(gòu)件曲面相似的曲面。本阻尼復(fù)合材料 也可單獨(dú)應(yīng)用。使用時，將此阻尼復(fù)合材料的阻尼材料一側(cè)或連接體一側(cè)固定地聯(lián)結(jié)于待處 理的易振構(gòu)件表面，就可以增大待處理構(gòu)件的阻尼。
在本發(fā)明的阻尼結(jié)構(gòu)中，該約束體、阻尼層、連接體以及由其構(gòu)成的阻尼復(fù)合材料不僅 可以設(shè)置于構(gòu)件的外表面，也可以將構(gòu)件包圍在復(fù)合材料內(nèi)部(如阻尼復(fù)合材料為管狀時)， 甚至還可以設(shè)置于構(gòu)件的內(nèi)部(即內(nèi)表面)，當(dāng)設(shè)置于構(gòu)件內(nèi)部時，約束體位于阻尼層內(nèi)部， 約束層與構(gòu)件直接接觸或通過連接體與構(gòu)件接觸。當(dāng)構(gòu)件發(fā)生振動變形時，約束體與構(gòu)件的 變形量不同，強(qiáng)迫阻尼層發(fā)生剪切變形，消耗振動能量。
在本發(fā)明的阻尼結(jié)構(gòu)中，約束體和連接體的剛度應(yīng)大于阻尼材料的剛度。
本發(fā)明通過在構(gòu)件表面固定聯(lián)結(jié)帶有凹凸結(jié)構(gòu)的連接體和約束體，顯著擴(kuò)大了阻尼材料 與構(gòu)件本體及約束體的接觸和作用面積，增大了約束阻尼作用力對構(gòu)件彎曲中性面以及彎曲 軸線的作用力矩，從而大大增加構(gòu)件的結(jié)構(gòu)阻尼，提高其阻尼比，因此應(yīng)用本發(fā)明可以更有 效的降低易振構(gòu)件振動或發(fā)聲的強(qiáng)度。本發(fā)明的阻尼復(fù)合材料，可應(yīng)用于由各種金屬和非金
屬、塑料、玻璃鋼、木結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等各種材料構(gòu)成的易振構(gòu)件，約束休和連接體也可 以采用上述各種材料，適用性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛，可用于交通工具、機(jī)器、電器和工程結(jié)構(gòu)中的 易振構(gòu)件或易振部位，如鋼軌、車輪、電器殼體、船艙、甲板、橋梁、球磨機(jī)筒體、汽車車 身、飛機(jī)艙壁、機(jī)翼、葉片、隔聲墻板、門板、樓板等構(gòu)件上，且本發(fā)明易十生產(chǎn)和操作， 使用后減振降噪效果明顯，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會效益。
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖之一。
圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖之二。
圖3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖之三。
圖4為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖之四。
圖5為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖之五。
圖6為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖之六。
圖7為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖之七。
圖8為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖之八。
圖9為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖之九。
圖10為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖之十。
圖11為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖之十一。
圖12為本發(fā)明阻尼復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖之一。
圖13為本發(fā)明阻尼復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
圖14為本發(fā)明阻尼復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖之三。
圖15為本發(fā)明阻尼復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖之四。
圖16為本發(fā)明阻尼復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖之五。
圖17為本發(fā)明阻尼復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖之六。
圖18為本發(fā)明阻尼復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖之七。
圖19為本發(fā)明阻尼復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖之八。具體實施方式
實施例1
如圖1所示，構(gòu)件本體]為機(jī)器的板狀易振機(jī)殼殼體，其主要振形為彎曲振動，彎曲軸 線為X軸，在構(gòu)件本體1上利用粘結(jié)劑固定設(shè)置連接體2，連接體2上間隔的設(shè)置有凸棱1 凸棱3與約束體4上的凸棱5相互配合，所述凸棱的延伸方向為Y軸方向(垂直于X軸方向)u
連接體2與約束體4內(nèi)表面之間的設(shè)詈連續(xù)的阻尼層6，阻尼層的材料為硫化而成的高阻尼 橡膠。上述結(jié)構(gòu)在構(gòu)件本體表面可以連續(xù)地設(shè)置，也可以間隔地設(shè)置。
當(dāng)構(gòu)件本體受激發(fā)生振動時，其繞X軸發(fā)生彎曲變形，此時阻尼材料因為約束體和構(gòu)件 本體的變形不同而承受強(qiáng)迫剪切，產(chǎn)生與兩者相對變形相反方向的阻尼力，消耗振動能量， 由于連接體和約束體表面均帶有凸棱，顯著擴(kuò)大了阻尼材料與連接體及約束體的接觸和作用 面積，增大了約束阻尼作用力對構(gòu)件本體彎曲中性面的作用力矩，從而大大增加構(gòu)件本體的 結(jié)構(gòu)阻尼，提高其阻尼比，因此在振動過程中，阻尼材料可以更加充分的吸收消耗構(gòu)件本體 的振動能量，從而有效的降低構(gòu)件本體振動或發(fā)盧的強(qiáng)度。
所述阻尼層在凸棱表面法向上的厚度要小于其它方向尺寸，凸棱的延伸方向垂直于構(gòu)件 的主要彎曲振形的彎曲軸線。連接體2與構(gòu)件木體的固定方式可根據(jù)具體材料不同選用焊接、 鉚接、粘接、卡槽連接、扣件連接或緊固件連接等連接方法，本實施例中僅以粘接的固定方 法為例進(jìn)行說明。
在實際應(yīng)用中，連接體和約束體均為鑄鋼制成，連接體和約束體上的凸棱的截面形狀可 以是梯形、矩形、三角形等規(guī)則形狀，也可以是各種非規(guī)則形狀，本例僅以梯形凸棱為例進(jìn) 行說明。所述的阻尼材料可以是固體阻尼，也可以是液體阻尼，當(dāng)采用液體阻尼材料時，應(yīng) 注意在端面處進(jìn)行密封(圖中未示出)。
需要指出的是，當(dāng)構(gòu)件本體面積較大時，常會出現(xiàn)在X軸方向和Y軸方向同時發(fā)生振動 彎曲變形的現(xiàn)象，基于上述實施例所述原理，可在圖1所示結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增設(shè)第二層約束阻尼 結(jié)構(gòu)，其凸棱的延伸方向與第一層的凸棱方向垂直，就可以有效控制其彎曲軸線為Y軸的振 動變形。 實施例2
如圖2所示，與實施例1不同之處在十所述的連接體2被簡化為多根獨(dú)立的凸棱，并間 隔地焊接固定在構(gòu)件本體1表面與約束體4上的凸棱5交錯配合。此時，構(gòu)件本體1及連接 體2的外側(cè)表面與約束體4內(nèi)表面之問的設(shè)置阻尼層6，阻尼層中設(shè)置固體阻尼材料高阻尼 聚氨酯，其實施順序是雙組分阻尼材料混合拌勻后先將其涂刷到約束體的凹凸表面，然后將 約束板與構(gòu)件壓合，阻尼材料固化后形成阻尼層。 實施例3
如圖3所示，作為實施例1所述結(jié)構(gòu)的一種延伸，對于自身表面 -體化鑄造有凸棱7的 構(gòu)件本體i，其表面凸棱7可視為連接體。利用構(gòu)件本體自身的表面凸棱7 ^約束體4上的 凸棱5配合，此時，構(gòu)件木體表面與約束體內(nèi)側(cè)表面之間設(shè)置阻尼層6,阻尼層中設(shè)置固休阻 尼材料改性阻尼瀝青。
當(dāng)構(gòu)件i或約束體4為金屬材料時，其表面的連接體凸棱可以通過鑄造、機(jī)加工或鍛造成形當(dāng)構(gòu)件1或約束體4為鋁、鋁鎂合金、熱塑材料時，凸棱可以擠出成形或注射成形 當(dāng)構(gòu)件1或約束體4為混凝土結(jié)構(gòu)時，凸棱可以澆筑。例如當(dāng)構(gòu)件本體1為 -橋梁箱梁的底 板時，約束體4可為混凝土預(yù)制件，其上表面帶有均勻分布的棱狀凹凸，凸棱的延伸方向沿 橋梁縱軸線，在凹凸棱表面涂有工作溫度下呈固態(tài)的改性高阻尼瀝青阻尼層，瀝青中摻有纖 維短絲，表面粘有纖維，以便混凝土和阻尼層牢固聯(lián)結(jié)，施工時涂有阻尼層的約束體作為丟 失模板，混凝土澆筑完畢固化后在構(gòu)件本體上形成與約束體棱狀凹凸相對應(yīng)的凸凹。當(dāng)橋梁 受車輛動載激發(fā)產(chǎn)生振動時，具有更高阻尼比的橋梁底板的振動能量就會被阻尼吸收，振動 幅度和噪聲大為降低。
與實施例1相比，本實施例的不同之處之一在于所述的連接體2與構(gòu)件i為--體化成型， 施工簡單，連接體與構(gòu)件本體結(jié)合牢固。 實施例4
如圖4所示，構(gòu)件本體1為一發(fā)電機(jī)底座，在構(gòu)件本體1表面設(shè)置與構(gòu)件本體牢固聯(lián)結(jié) 的連接體2，連接體2上帶有凸棱3、凸棱9和凹槽8，約束體4的內(nèi)表面對應(yīng)設(shè)置與其配合 的凸棱5、 M槽lO和凸棱ll，連接體外表面和約束體內(nèi)表面之間的間隙構(gòu)成阻尼腔室，阻尼 腔室中設(shè)置阻尼材料6。其中，阻尼材料6為液體阻尼材料硅油，因此在端面處設(shè)置密封件 15對阻尼腔室進(jìn)行封閉，為了保證阻尼層的厚度不變，在阻尼腔室中還設(shè)置有定距件16。 實施例5
如圖5所示，本實施例中構(gòu)件本體1為橋梁底板，與實施例1的不同之處在于凸棱3及 凸棱5的中部設(shè)有空腔，在上述空腔內(nèi)裝填砂子12。利用這種方法可以有效增大構(gòu)件本體的 自身重量，較高的質(zhì)量可以提供慣性阻抗，砂子顆粒之間的摩擦又可以提供阻尼，從向進(jìn)一 歩提高構(gòu)件本體的抗振能力。實際應(yīng)用中，空腔內(nèi)還可以設(shè)置阻尼材料或其它比重較高的非 阻尼材料或其構(gòu)成的散料，如鉛、鐵礦砂、廢細(xì)鐵丸等，也可以實現(xiàn)同樣的效果。
實施例6
連接體和約束體除采用型材外，還可以利用板材通過沖壓或折彎等方式獲得，如圖6所 示，構(gòu)件本體l為火車廂體，將板材裁剪后折彎加工成帶有凸臺的連接體2和約束體4，在 連接體和約束體之間的空隙內(nèi)設(shè)置阻尼材料6，并將上述結(jié)構(gòu)固定設(shè)置在構(gòu)件本體1表面， 可以有效地增大車廂底板阻尼，減輕運(yùn)仃過程中的振動和噪聲。 實施例7
如圖7所示，本實施例與實施例6的不同之處在于，在連接體2的折彎部分與構(gòu)件本體 1表面構(gòu)成的腔室內(nèi)填裝鐵礦砂12。當(dāng)然，此處也可以選用阻尼材料或其它比重較高的材料 或其構(gòu)成的散料。
實施例8 較大的船舶甲板一類構(gòu)件本體l，利用帶有凸棱的連接體2和約束 體4在構(gòu)件本體1外部設(shè)置多層阻尼材料6，這樣構(gòu)件本體1的結(jié)構(gòu)阻尼將會得到進(jìn)一歩的 提高，有利于更快吸收振動能量，使構(gòu)件本體的振動強(qiáng)度迅速減弱。如將兩層的凸棱方向按 相互垂直的方式排布，則可以抑制整個甲板平面的振動彎曲。 實施例9
在設(shè)置多層阻尼材料時，為簡化操作工藝并節(jié)約聯(lián)結(jié)材料，如圖9所示可以將位于中部 的約束體和連接體集成為一體，成為新的中間約束體14，也可以實現(xiàn)同樣的效果。
實施例10
本發(fā)明阻尼結(jié)構(gòu)的約束體還可以置于構(gòu)件本體內(nèi)部。如圖io所示，利用帶肋鋼筋作為約
束體4,其肋部即可等同于約束體的凸棱5，在帶肋鋼筋的外部設(shè)置固體阻尼材料6和連接體 2，并將上述結(jié)構(gòu)置于混凝土構(gòu)成的構(gòu)件本體1中，這樣構(gòu)件本體1的自身結(jié)構(gòu)阻尼就得到了 提高。所述固體阻尼材料6為改性固定瀝青。
在實際應(yīng)用中，根據(jù)使用情況還可以省去在混凝土和阻尼材料之間設(shè)置的連接體，也可 以實現(xiàn)同樣的效果。作為額外不承受靜載荷的鋼筋，本實施例所述阻尼復(fù)合鋼筋在使用時與 普通鋼筋一樣置入鋼筋網(wǎng)板內(nèi)，施工方法相同。
實施例11
本發(fā)明阻尼結(jié)構(gòu)還可以是筒狀的，如圖11所示，將約束體4設(shè)置為內(nèi)部帶有凸棱5的筒 狀結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)表面設(shè)置一層阻尼材料6，阻尼材料為軟金屬錫，然后在上述結(jié)構(gòu)內(nèi)部灌入 混凝土，混凝土凝固后即構(gòu)成的構(gòu)件本體1。當(dāng)構(gòu)件本體1發(fā)生振動變形時，約束體4與構(gòu) 件本體l的變形量不同，強(qiáng)迫阻尼材料6發(fā)生剪切變形，消耗振動能量。
應(yīng)用中，在構(gòu)體本體1與阻尼材料之間設(shè)置連接體也可以達(dá)到同樣的效果。為了加強(qiáng)構(gòu) 件本體強(qiáng)度，施工時，在構(gòu)件本體內(nèi)部還可以設(shè)置由普通鋼筋及實施例10中所述的阻尼復(fù)合 鋼筋共同做成的骨架(圖中未示出)。為了加強(qiáng)阻尼層與混凝土層的聯(lián)接強(qiáng)度，可在瀝青中摻 入纖維并部分伸出表面(圖中未示出)，以便與混凝土牢固聯(lián)結(jié)。
以上公布了本發(fā)明一種增大易振構(gòu)件阻尼的結(jié)構(gòu)的幾個具體應(yīng)用實例，同理，對于構(gòu)件 本體的振動發(fā)聲主要來自扭曲的情況時，使連接體凸棱和約束體凸棱的延伸方向垂直于構(gòu)件 本體的主要扭曲方向的扭轉(zhuǎn)軸線即可。 實施例12
如圖12所示，本發(fā)明的阻尼復(fù)合材料，由帶有凸棱3的連接體2和帶有凸棱5的約束體 4及二者之間設(shè)置的阻尼材料6粘結(jié)貼合而成。加工時應(yīng)注意，所述阻尼材料在凸棱表面法 向上的厚度要小于其它方向尺寸。
根據(jù)連接體和約朿體的材料不同以及阻尼材料的形態(tài)不同，連接體、約束體除了又阻尼 材料聯(lián)結(jié)成一體外，在邊緣和中間若干距離還可采用其它聯(lián)結(jié)方式牢固聯(lián)接，例如焊接、鉚
接、卡槽連接、扣件連接或緊固件連接等多種連接方法。當(dāng)阻尼材料為液態(tài)阻尼時，需將本 發(fā)明構(gòu)件的端部進(jìn)行密封(圖中未示出)。
在使用時，根據(jù)工程應(yīng)用對象的不同，將本發(fā)明阻尼復(fù)合板適當(dāng)加工后利用焊接、鉚接、 卡槽連接、粘接、扣件連接或緊固件連接等方法固定設(shè)置在易振構(gòu)件的表面，就可以擴(kuò)大約 束阻尼作用力對易振構(gòu)件彎曲中性面的作用力矩，從而大大增加易振構(gòu)件的結(jié)構(gòu)阻尼，提高 其阻尼比，因此當(dāng)易振構(gòu)件發(fā)生振動時，阻尼材料可以更加充分的吸收振動能量，從而有效 的降低易振構(gòu)件振動或發(fā)聲的強(qiáng)度。如應(yīng)用于磨煤機(jī)、設(shè)備機(jī)殼等帶有較大平面的易振構(gòu)件 時，可以將本發(fā)明構(gòu)件裁切成相應(yīng)尺寸的平面板材或組合后直接固定在易振構(gòu)件上；應(yīng)用于 燈桿、桅桿、車輪等帶有曲面的易振構(gòu)件時，可以將本發(fā)明阻尼復(fù)合板巻曲成相應(yīng)的片狀、 管狀或環(huán)狀進(jìn)而固定在易振構(gòu)件上，都可以起到十分明顯的效果。此外，本發(fā)明阻尼復(fù)合板 在易振構(gòu)件表面的設(shè)置可以是連續(xù)的，也可以是間斷的。
在實際應(yīng)用中，連接體和約束體上的凸起的截面形狀可以是梯形、矩形等規(guī)則形狀，也 可以是直線或/和圓弧組成的非規(guī)則形狀。 實施例13
如圖13所示本發(fā)明阻尼復(fù)合材料，以帶肋鋼筋為約束體4，其肋部即可等同于約束體的 凸棱5，通過阻尼材料6將約束體4與連接體2復(fù)合聯(lián)結(jié)成一體，凸棱5與連接體上的凸棱3 相配合。 實施例14
如圖14所示的本發(fā)明阻尼復(fù)合材料，由連接體2、約束體4及兩者之間的阻尼材料6組 合而成，與實施例12不同之處在于連接體2上除設(shè)置凸棱3外還設(shè)置凸棱9，凸棱3上還設(shè) 置有凹槽8，相應(yīng)的，約束體4上設(shè)置凸棱5和凸棱11，凸棱5上設(shè)置凹槽10。這樣可以進(jìn) 一歩增大連接體及約束體與阻尼材料發(fā)生接觸和作用的有效工作面積，增大構(gòu)件的阻尼比。 實施例15
如圖15所示的本發(fā)明阻尼復(fù)合板，連接體2和約束體3均由鋁合金型材構(gòu)成，與實施例 12的不同之處在于連接體2和約束體3的凸棱內(nèi)部帶有空腔，空腔內(nèi)填裝有砂子12。實際應(yīng) 用中，空腔內(nèi)還可以設(shè)置其它比重較高的材料或其構(gòu)成的散料，如鉛、鐵礦砂、廢細(xì)鐵丸等， 也可以實現(xiàn)同樣的效果。
本實施例的剛度大，阻尼高，表面平整美觀，隔音效果好，可以作為高檔隔聲門的骨架、 音樂廳的隔聲板，或與石膏板等疊合使用。
實施例16
如圖16所示的本發(fā)明阻尼復(fù)合板，其連接體2和約束體3利用鋼板折彎或沖壓而成，帶 有凹凸棱，連接體和約束體之間設(shè)置阻尼材料6。與擠出型材相比，造價更低。
實施例17
如圖17所示的本發(fā)明阻尼復(fù)合板，其在實施例16所述構(gòu)件的基礎(chǔ)上通過增設(shè)面板13， 其分別與連接體2和約束體4通過電阻焊牢固聯(lián)接，使連接體2和約束體4的折彎部與夾板 表面形成腔室，在腔室內(nèi)設(shè)置鐵礦砂12，可以更好的起到減振的效果。如果在腔室內(nèi)填發(fā)泡 材料，可以消除高頻噪聲。當(dāng)然，此處也可以選用其它比重較高的材料或其構(gòu)成的散料。本 實施例的阻尼復(fù)合板剛度大，承載能力高，不易變形，且表面平整美觀。
實施例18
如圖18所示的本發(fā)明阻尼復(fù)合板，其由約束體3和阻尼層6組成，約束體3利用鋼板折 彎或沖壓而成，帶有凹凸棱，阻尼層在其表面連續(xù)設(shè)置，為固體阻尼材料高阻尼改性瀝青板， 瀝青中摻有纖維并部分伸出表面(圖中未示出)，以便與混凝土牢固聯(lián)結(jié)。本復(fù)合阻尼板可以 作為丟失模板，在混凝土施工時直接澆筑到易振構(gòu)件表面，混凝土澆筑完畢固化后在構(gòu)件本 體上形成與約束體棱狀凹凸相對應(yīng)凸凹。為聯(lián)接牢固，約束體上可以在邊緣和中間若干間距 上設(shè)置錨固栓或錨固筋(圖中未示出)。
實施例19
如圖19所示的本發(fā)明阻尼復(fù)合板，通過設(shè)置兩側(cè)均帶有凸起的中間約束體14，在連接 體2和約束體4之間可以設(shè)置超過一層的阻尼材料6。
實際上，只要將本發(fā)明阻尼復(fù)合材料的阻尼層表面或連接體表面與待處理的構(gòu)件本體表 面牢固聯(lián)結(jié)，就可以實現(xiàn)本發(fā)明的阻尼結(jié)構(gòu)，達(dá)到提高構(gòu)件阻尼及減振降噪的目的。
本發(fā)明的一種阻尼結(jié)構(gòu)及阻尼復(fù)合材料，簡便實用，易于生產(chǎn)和安裝，其增大構(gòu)件結(jié)構(gòu) 阻尼的效果明顯，減振降噪效果好，經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效應(yīng)俱佳，可以廣泛應(yīng)用于交通、電力、制 造、建筑等各種領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種阻尼結(jié)構(gòu)，其特征在于構(gòu)件本體表面連續(xù)或間隔地固定設(shè)置帶有凹凸結(jié)構(gòu)的連接體，連接體與帶有相對應(yīng)的凸凹結(jié)構(gòu)的約束體相互配合，連接體與約束體之間設(shè)置阻尼材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻尼結(jié)構(gòu)，其特征在于構(gòu)件本體表面固定設(shè)置帶有凸棱和凹槽的 連接體，約束體的表面對應(yīng)設(shè)置與其配合的凹槽和凸棱，連接體表面和約束體表面之間 設(shè)置連續(xù)或間斷的阻尼層，阻尼層中的阻尼材料為固體阻尼材料或液體阻尼材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻尼結(jié)構(gòu)，其特征在于阻尼層在凸棱表面法向上的厚度要小于其 它方向尺寸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻尼結(jié)構(gòu)，其特征在于連接體表面的凸棱或/和約束體內(nèi)表面的 凸棱內(nèi)部設(shè)置有空腔，空腔內(nèi)設(shè)置阻尼材料或比重較高的材料或由其構(gòu)成的散料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻尼結(jié)構(gòu)，其特征在于凸棱的延伸方向垂直于構(gòu)件本體的主要彎 曲變形的彎曲軸線或扭振軸線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻尼結(jié)構(gòu)，其特征在于連接體為構(gòu)件本體自身的一部分或與構(gòu)件 本體集成實現(xiàn)一體化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的阻尼結(jié)構(gòu)，其特征在于連接體與構(gòu)件本體的連接方式為悍接、鉚 接、粘接、卡槽連接、扣件連接或緊固件連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的阻尼結(jié)構(gòu)，其特征在于連接體、阻尼材料及約束體設(shè)置多層。
9. 一種阻尼復(fù)合材料，其特征在于其由表面帶有凹凸結(jié)構(gòu)的約束體和阻尼材料構(gòu)成，阻尼 材料連續(xù)或間斷地設(shè)置于約束體的內(nèi)表面或外表面上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的阻尼復(fù)合材料，其特征在于約束體與帶有凹凸結(jié)構(gòu)的連接體通過阻尼材料復(fù)合聯(lián)結(jié)而成，兩者之間的凸凹結(jié)構(gòu)相互配合，兩者之間設(shè)置阻尼層，阻尼材 料采用固體阻尼材料或液體阻尼材料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的阻尼復(fù)合材料，其特征在于所述連接體和約束體表面的凹凸結(jié) 構(gòu)為凸棱和凹槽，連接體和約束體的凸棱內(nèi)部設(shè)置有空腔，空腔內(nèi)設(shè)置阻尼材料或比重 較高的材料或由其構(gòu)成的散料。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的阻尼復(fù)合材料，其特征在于約束體或連接體為板狀、管狀、棒狀、帶肋線材或為帶肋鋼筋。
全文摘要
本發(fā)明涉及振動及噪聲控制領(lǐng)域，尤其涉及一種增大普通構(gòu)件自身阻尼的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用該結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。其是在構(gòu)件本體表面連續(xù)或間隔地固定設(shè)置帶有凹凸結(jié)構(gòu)的連接體，連接體與帶有相對應(yīng)的凸凹結(jié)構(gòu)的約束體相互配合，連接體與約束體之間設(shè)置阻尼材料。本發(fā)明通過在構(gòu)件表面固定聯(lián)結(jié)帶有凹凸結(jié)構(gòu)的連接體和約束體，顯著擴(kuò)大了阻尼材料與構(gòu)件本體及約束體的接觸和作用面積，增大了約束阻尼作用力對構(gòu)件彎曲中性面以及彎曲軸線的作用力矩，從而大大增加構(gòu)件的結(jié)構(gòu)阻尼，可以有效的降低易振構(gòu)件振動或發(fā)聲的強(qiáng)度。
文檔編號B32B5/00GK101101038SQ2006100129
公開日2008年1月9日 申請日期2006年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月6日
發(fā)明者尹學(xué)軍 申請人:尹學(xué)軍