[发明专利]一种软质隔音毡动态弹性模量测量装置

说明书

本发明涉及一种软质隔音毡动态弹性特性测量装置，包括上振动质量块、下振动底板、激振台、上加速度传感器、下加速度传感器和测量模块，下振动底板刚性连接于激振台的震动头上，上振动质量块和下振动底板之间装夹有待测样块，上加速度传感器刚性安装于上振动质量块上，下加速度传感器刚性安装于下振动底板上，测量模块的输入端连接至上加速度传感器和下加速度传感器，输出端连接至激振台；测量模块控制激振台产生不同频率的竖向振动，并接收由上加速度传感器和下加速度传感器采集的数据，基于上加速度传感器和下加速度传感器采集的数据得到动态弹性模量和阻尼系数。与现有技术相比，本发明可以实现软质隔音毡的动态弹性模量和阻尼系数的测量。

技术领域

本发明涉及隔音毡测试领域，尤其是涉及一种软质隔音毡动态弹性特性测量装置。

背景技术

在汽车被动隔音降噪领域，多采用疏松多孔的软层进而密实的重层复合结构，其材料结构简图见图1。

传统的研发式是材料测试→零件制作→整车验证，所以是根据现成材料的特性来制作实物零件，并通过实物零件进行评判，这种方式如果对于不同性能的材料组合分析优化，需要大量样件制作，周期长和费用大。现在多用CAE分析来预测材料的隔声性能，所以用振动模型来分析软硬复合隔音毡的声学性能，通过振动理论的角度来定量地分析软硬复合隔音毡对于声能量的衰减特性，从而预判出软硬复合隔音毡的NVH性能。

如图2所示，隔音毡安装在汽车上，由图3可见，在分析的过程中，将复合隔音毡材料和车身钣金作为一个系统进行分析，其结构动力学振动表现为一个位移激励下的单自由度弹簧-阻尼-质量系统振动模型。在这个结构动力学振动模型中，车身的振动即引起激励的位移激振，最上面的致密厚重层在动力学系统中表现为为质量，中间的聚氨酯泡沫PUR就是带有阻尼的弹簧。因此，对于聚氨酯泡沫PUR，其动态弹性模量和阻尼系数就称为两个比较重要的性能特性了。

对于材料的动态弹性模量，常规采用试样材料棒产生弯曲振动达到共振，通过测量共振测量频率计算出该种材料的杨氏模量值。这要求被测物是弹性模量较大的钢、铝等材质，对于聚氨酯泡沫PUR这种弹性模量较小且无法做成试样棒的材料，这种方法无能为力。

新兴的超声共振频谱分析法测量动态弹性模量，通过超声共振频率得到固体材料样品的弹性常数，同样对于疏松多孔的聚氨酯泡沫PUR材料，其多孔性能决定了超声波在其中传输的速度不稳定，因此也不适用。

对于材料的阻尼因子，有很多现成的测试标准，如GB/T18258(ASTME756)测量材料振动阻尼性能的标准方法，采用矩形条状试样，将试样垂直安装，上端刚性夹定，下端自由，构成悬臂梁测试系统。聚氨酯泡沫PUR材料的弹性模量相对金属条远小于标准要求的0.1倍，且粘接剂弹性模量也会对较软的聚氨酯泡沫PUR材料产生不确定的影响，因此GB/T18258(ASTME756)采用的悬臂梁测试系统也无法实现。

同样测试阻尼因子的GB/T16406(ISO6721)标准，通过弯曲振动法测量共振曲线，同样需要将被测材料制成矩形条状试样，对于较软的聚氨酯泡沫PUR材料也不适用。

综上，针对汽车隔音毡中较软、慢回弹的聚氨酯泡沫PUR材料的特性，如何测量其动态弹性模量和阻尼因子成为一个难题。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种软质隔音毡动态弹性特性测量装置，通过上加速度传感器和下加速度传感器，以及外界施加的竖向振动，可以实现软质隔音毡的动态弹性模量和阻尼系数的测量。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：