[发明专利]一种浇注型主动约束阻尼结构的制备及阻尼增强方法

摘要

一种浇注型主动约束阻尼结构的制备及阻尼增强方法，主动约束阻尼结构包括作动材料层(1)、阻尼材料层(2)、传感材料层(4)和被控材料层(3)，阻尼材料层通过U形模具(8)使作动材料层、传感材料层被浇注为一体，再通过粘接被控材料层而制备出主动约束阻尼结构，在控制模块(5)、示波器(6)及放大器(7)的作用下实现主动约束阻尼结构的阻尼增强，无论被控材料层是呈压缩态还是拉伸态，均能使阻尼材料层产生更大的剪切变形量，该剪切变形量能进一步提高阻尼材料层的能量损耗并增强阻尼效果，主动约束层阻尼结构简单、稳定性好，所对应的控制系统也简单，一次浇注即可成型，减振效果明显。

主权项

一种浇注型主动约束阻尼结构的制备及阻尼增强方法，主动约束阻尼结构包括作动材料层(1)、阻尼材料层(2)、传感材料层(4)和被控材料层(3)，阻尼材料层(2)通过U形模具(8)使作动材料层(1)、传感材料层(4)被浇注为一体，再通过粘接被控材料层(3)而制备出主动约束阻尼结构，阻尼材料层(2)采用的材料是改性环氧树脂，被控材料层(3)采用的材料是金属，设定U形模具(8)的内宽为K、内高为G、内厚为H，K≤G，K＞H；在控制模块(5)、示波器(6)及放大器(7)的作用下实现主动约束阻尼结构的阻尼增强，控制模块(5)能实现振动信号的幅值及相位调节，示波器(6)可以通过传感材料层(4)来监控被控材料层(3)的阻尼增强效果，放大器(7)的电压放大倍数必须大于100，其特征是：作动材料层(1)和传感材料层(4)均采用锆钛酸铅压电陶瓷片，要求锆钛酸铅压电陶瓷片的压电应变常需控制在150~3001pC/N，锆钛酸铅压电陶瓷片的宽度控制在{K‑2h₁}mm、高度控制在{G‑2h₁}mm、厚度控制在h₂mm，其中h₁是边距且h₁小于小于H，h₂＜h₁；所述改性环氧树脂是环氧树脂与促进剂的混合物，该混合物按重量份的配比是：环氧树脂:促进剂=2:1，促进剂是2,4,6‑三苯粉；将作动材料层(1)、传感材料层(4)对称粘贴在U形模具(8)内的两端面上，作动材料层(1)、传感材料层(4)分别相对U形模具(8)的左右两侧及底侧之间距均为h₁，将所述改性环氧树脂从作动材料层(1)和传感材料层(4)的中间缓慢浇注到U形模具(8)内，直至所述改性环氧树脂完全浸满作动材料层(1)和传感材料层(4)并浇注到U形模具(8)的上端，将浇注后的U形模具(8)在室温条件下固化24~48小时后再放入恒温箱内，恒温箱在60℃时固化24小时后再脱模，脱模后在传感材料层(4)上均匀涂刷粘结剂并粘贴被控材料层(3)，粘贴牢固后即可制备出主动约束阻尼结构；在传感材料层(4)上分别联接控制模块(5)、示波器(6)，控制模块(5)与放大器(7)联接，放大器(7)再联接到作动材料层(1)上，当被控材料层(3)呈压缩状态时，传感材料层(4)将采集到的压缩信号反馈到控制模块(5)，控制模块(5)的反相电路将其反相转换为拉伸信号，通过放大器(7)放大后激励作动材料层(1)并使作动材料层(1)实现拉伸变形，作动材料层(1)的拉伸变形和被控材料层(3)的压缩变形同时作用在阻尼材料层(2)的上、下两面，使阻尼材料层(2)产生更大的剪切变形量，该剪切变形量能进一步提高阻尼材料层(2)的能量损耗并增强阻尼效果；当被控材料层(3)呈拉伸状态时，作动材料层(1)一方面起到了被动约束的作用，同时又能进一步增大阻尼材料的剪切变形量，该剪切变形量能进一步提高阻尼材料层(2)的能量损耗并增强阻尼效果。