[发明专利]一种振动试验夹具的宽频阻尼处理方法

说明书

技术领域

本发明属于振动试验技术领域，涉及一种提高振动试验可控性和准确性的方法，具体涉及一种振动试验夹具的宽频阻尼处理方法。

背景技术

振动试验是将被试产品通过试验夹具安装在振动试验设备(台)上，通过控制振动谱形和量级，考核产品对振动环境耐受能力的试验项目。振动试验中使用的试验夹具包括通用夹具和专用夹具，其中通用夹具一般为振动台扩展台面。试验夹具用于振动台和试件的连接，其一端刚性安装在振动台运动部件上，另一端与试件刚性连接。试验夹具的设计和应用属于振动试验技术的范畴。

理想的试验夹具在其工作频率范围内不存在共振，能将振动台产生的振动力不失真地传递给试件。大型试验夹具，在工作频率范围内会产生共振，共振会将振动应力放大，使振动失真，不利于振动应力施加。

振动试验夹具共振问题的解决途径目前主要是提高试验夹具的共振频率，主要通过增加夹具刚性来实现。但是，这种方法往往增加了夹具的重量和制造成本，而且对大尺寸试验夹具根本无法适用。

苏州东菱振动试验仪器有限公司2007年公开的专利《一种降低振动环境中品质因素的方法》(公开号CN 101034046)，提出了一种通过在金属基本构件上组合一种非金属材料(橡胶、塑胶或树脂材料)来提高阻尼性能的方法，涉及的领域为振动试验设备的设计与生产，不针对振动试验技术。该专利方法适用于金属筒体结构的试品，将非金属材料组合于金属筒体的内壁，以提高试品的阻尼。对于在振动试验中应用的结构各异的试验夹具，该专利方法并不适用。另外，该专利方法没有给出所需的非金属材料的具体类型、组成等特征，也没有明确给出该方法适用的频率范围。

T54/T60阻尼材料是有海洋化工研究院开发的专利产品(专利号93107379.0)，主要用于舰船壁板结构的减振降噪处理。该材料在应用过程中采用阻尼层与约束层配合的约束阻尼结构。其阻尼层部分具有良好的阻尼特性，但是，直接灌注T54/T60阻尼层材料后，试验夹具的阻尼比虽然有所增加，但存在固化后容易与金属结构脱合、有效减振频率范围窄(低频效果有限)等问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种提高试验夹具，特别是大尺寸夹具在共振频率的阻尼比，降低品质因子Q，减小振动传递失真，大幅降低振动试验控制难度，确保振动试验成功、高效实施的振动试验夹具的宽频阻尼处理方法。本发明的技术解决方案是，

(一)制备宽频、高阻尼胶

对T54/T60阻尼涂料的阻尼层材料进行改性处理，阻尼层材料包含A、B两种组分，具体方法如下：

(1)在T54/T60阻尼涂料的阻尼层材料的A组分中添加质量分数为10～30％的液体橡胶类成分；

(2)在T54/T60阻尼涂料的阻尼层材料的B组分中添加质量分数为2～10％的多元醇，质量分数为15～50％的重质填充物，质量分数为0～3％的密度调节剂；

(二)试验夹具的准备

(1)按照振动试验的具体要求以及被试产品的尺寸、结构、模态特点设计并制造试验夹具并在夹具上设置空腔，空腔的体积与夹具总体积的比值大于0.2，对试验夹具的空腔内表面进行除油处理，并用压缩空气或热空气对除油后的空腔内表面进行干燥处理；

(2)试验夹具的宽频阻尼处理

将制备得到的宽频阻尼胶A、B组分在0～40℃的温度环境中按照质量比4:1～1:1混合，并对混合物充分搅拌，搅拌时间为1～10min，直至A、B组分混合均匀，混合均匀后，静止1～10min，使裹入的气泡溢出；

(三)灌注宽频阻尼胶

将混合好的A、B组分混合物灌注到试验夹具空腔内，并在0～40℃的温度环境中静置固化24～72h后进行密封处理，灌注的宽频阻尼胶占灌注后试验夹具总质量的10％～50％，由此得到宽频阻尼试验夹具。

所述的液体橡胶类成分是羟基丁腈橡胶、羟基丁苯橡胶或液体丁羟橡胶。

所述的多元醇成分是一缩二乙二醇或一缩二丙二醇。

所述的重质填充物是硫酸钡粉末或重质碳酸钙粉末。

所述的密度调节剂是玻璃纤维或空心玻璃微球。

所述的试验夹具空腔内表面是金属裸表面或铝合金阳极氧化、镁合金的阳极氧化、铝合金化学氧化、镁合金的化学氧化或钢的钝化表面。