[发明专利]粘弹性材料动态阻尼耗散特性的预测方法

说明书

本发明提供一种粘弹性材料动态阻尼耗散特性的预测方法。包括：对哑铃状试样进行准静态阻尼迟滞特性实验得迟滞曲线；使用迟滞数据拟合第一预测模型确定材料参数；对立方体试样进行变温‑频动态阻尼耗散特性实验得到D‑T谱曲线；根据D‑T谱曲线拟合第二预测模型确定环境参数；将材料参数和环境参数代入第三预测模型获得温频转换因子函数；将D‑T谱曲线转化为D‑f谱曲线；计算不同温度下的延拓因子；将D‑f谱曲线转换为D‑lgf谱曲线，将D‑lgf谱曲线按照相应的延拓因子S_i进行水平平移得D‑lgf_r谱曲线；绘制不同温度下的f‑f_ri谱曲线，将n组f‑f_ri谱曲线依据f_ri的次序组合成f‑f_r谱曲线并转换为lgf‑lgf_r谱曲线；组合D‑lgf_r谱曲线和lgf‑lgf_r谱曲线得到组合图；输出并根据动态阻尼耗散特性总图确定不同温度和不同频率的阻尼耗散特性数据。

技术领域

本发明涉及粘弹性材料技术领域，尤其涉及一种粘弹性材料动态阻尼耗散特性的预测方法。

背景技术

工程机械的工作环境恶劣和作业对象粗犷，作业时会产生严重的振动与噪声，这不仅会影响施工效率，增加维护成本，还会对驾驶员的身心健康及周边环境产生负面影响。因此，工程机械的振动问题已成为高品质工程机械装备设计和制造亟待深入解决的重要问题。在工程机械中加装粘弹性材料制作的粘弹性阻尼缓冲结构，可把结构振动能转换为粘弹性材料内的摩擦并以热能逸散，具有高耗散率和低成本等优点，是提升工程机械振噪水平级别的重要手段。然而，工程机械多为大马力重型做功机械，加之作业环境恶劣和作业对象粗犷，常受到变频变幅冲击型载荷，导致粘弹性阻尼缓冲结构常处于多因变力学状态，即：温度—振频耦合多变；另外，由于粘弹性材料动态阻尼耗散特性具有显著的温频效应。因此，在阻尼缓冲结构耗散特性建模分析及预测时，需同时考量粘弹性材料的“弹、阻”和温频参量。

现有粘弹性材料动态阻尼耗散特性预测技术中，往往利用现有测量技术和设备，在有限温频范围内分别测量粘弹性材料阻尼耗散特性的温度谱和频率谱，并利用传统温频等效模型将其在频域内扩展，进而对单一粘弹性材料动态力学特性及疲劳特性进行预测。然而，这种预测方法未能将粘弹性材料动态力学特性进行综合评估和预测，且预测模型参数物理含义模糊、精度较差。

发明内容

本发明的目的是解决现有的粘弹性材料动态阻尼耗散特性的预测方法未能将粘弹性材料动态力学特性进行综合评估和预测，且预测模型参数物理含义模糊、精度较差的技术问题，提供一种粘弹性材料动态阻尼耗散特性的预测方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种粘弹性材料动态阻尼耗散特性的预测方法，包括如下步骤：

S1，对待预测粘弹性材料制作的哑铃状试样进行准静态阻尼迟滞特性实验，获得预测粘弹性材料的迟滞曲线；

S2，使用迟滞曲线上的迟滞数据对第一预测模型进行拟合，得到表示待预测粘弹性材料的阶变函数ψ(ε)，并由阶变函数ψ(ε)确定待预测粘弹性材料的材料参数；

所述第一预测模型的表达式为：

所述阶变函数ψ(ε)为；

公式(1)和公式(2)中：σ和ε分别为应力和应变，t为时间，η为常数，为广义阶导数，α₁、α₂和α₃为常数，且α₁＝0，α₂和α₃∈(0,1)；当ψ(ε)＝α₁时，当ψ(ε)＝α₂或α₃时，s为中间变量；