專利名稱：夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合減振材料，尤其是涉及夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料。
背景技術(shù)：
隨著運(yùn)載火箭、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、艦艇等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)的功能日漸多樣化，結(jié)構(gòu)也日益大型化和復(fù)雜化，系統(tǒng)的性能和精度要求也越來(lái)越嚴(yán)格，結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性也變得更加復(fù)雜。其大功率推進(jìn)裝置，旋轉(zhuǎn)機(jī)械，以及工作過(guò)程中劇烈的流體摩擦成為結(jié)構(gòu)振動(dòng)的激振源。激勵(lì)通常具有寬頻帶和隨機(jī)的特性，能夠引起結(jié)構(gòu)的多共振峰諧振現(xiàn)象，造成系統(tǒng)運(yùn)行的精度、效能下降，產(chǎn)生大量噪聲，結(jié)構(gòu)疲勞損傷，甚至引發(fā)災(zāi)難性的后果。以阻尼材料為基礎(chǔ)的阻尼增強(qiáng)減振技術(shù)能夠有效的增加結(jié)構(gòu)的阻尼水平，在寬頻率范圍內(nèi)抑制結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，吸收噪聲。具體措施有兩種一是將需要進(jìn)行減振處理的部位直接制成由基層、阻尼層和約束層構(gòu)成的阻尼增強(qiáng)結(jié)構(gòu)件，能夠使結(jié)構(gòu)件自身即具有高阻尼，減振和降噪的功能；二是在振動(dòng)的傳遞路徑上，如衛(wèi)星上的天線、敏感設(shè)備，艦艇管路，推進(jìn)裝置外殼等結(jié)構(gòu)的表面上安裝一定厚度的阻尼層或約束阻尼結(jié)構(gòu)來(lái)增加結(jié)構(gòu)的阻尼水平。而傳統(tǒng)阻尼增強(qiáng)結(jié)構(gòu)中采用橡膠阻尼材料。普通橡膠材料耐腐蝕能力差、工作溫度區(qū)間窄，耐濕耐油性差，易老化和真空揮發(fā)，不適合用于長(zhǎng)期運(yùn)行設(shè)備的減振以及高、低溫和真空等惡劣工作環(huán)境。并且，在真空環(huán)境下橡膠材料揮發(fā)易造成對(duì)敏感設(shè)備的污染和侵蝕。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有普通橡膠材料耐腐蝕能力差、工作溫度區(qū)間窄、耐濕耐油性差、易老化和真空揮發(fā)，以及不適合用于長(zhǎng)期運(yùn)行設(shè)備和高、低溫及真空等工作環(huán)境條件下的減振；并且，在真空環(huán)境下橡膠材料揮發(fā)易造成對(duì)敏感設(shè)備的污染和侵蝕的問(wèn)題，現(xiàn)提供一種夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料，解決上述問(wèn)題的具體技術(shù)方案如下本發(fā)明包含基層、金屬橡膠層和約束層，金屬橡膠層夾在基層和約束層之間，金屬橡膠層、基層和約束層連成一體，制成夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料。
基層和約束層可以是金屬材料或碳纖維材料。
金屬橡膠以金屬絲為原材料，經(jīng)成形工藝成形后，具有與普通橡膠類似的粘彈性，在外載荷作用下通過(guò)金屬絲之間的摩擦吸收和耗散能量。金屬橡膠材料具備阻尼性能好、重量輕、耐腐蝕能力強(qiáng)、工作溫度環(huán)境范圍廣，耐濕耐油、不老化和真空不易揮發(fā)的特點(diǎn)。因此，以金屬橡膠材料替代普通橡膠材料能夠極大的擴(kuò)展減振技術(shù)的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明以金屬橡膠材料替代傳統(tǒng)的橡膠材料，擴(kuò)展了夾層阻尼增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的適用范圍。金屬橡膠夾層阻尼增強(qiáng)結(jié)構(gòu)具有耐腐蝕，不老化，耐高低溫和真空不揮發(fā)等優(yōu)異特性。金屬橡膠夾層阻尼增強(qiáng)結(jié)構(gòu)能夠安裝于已有結(jié)構(gòu)表面，對(duì)已有結(jié)構(gòu)進(jìn)行減振，而不用更改原結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不降低結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和可靠性。金屬橡膠夾層阻尼增強(qiáng)結(jié)構(gòu)也能夠制成獨(dú)立的具有減振能力的結(jié)構(gòu)部件，而且減振結(jié)構(gòu)輕量化和減振性能好。金屬橡膠夾層阻尼增強(qiáng)結(jié)構(gòu)具有應(yīng)用方式多樣化，適用于制作不同結(jié)構(gòu)的減振部件。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1A-A的剖視圖和具體實(shí)施方式
一復(fù)合阻尼材料的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是具體實(shí)施方式
二復(fù)合阻尼材料的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是圖3B-B的剖視圖，圖5是具體實(shí)施方式
三復(fù)合阻尼材料的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是具體實(shí)施方式
四復(fù)合阻尼材料的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是具體實(shí)施方式
五復(fù)合阻尼材料的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8具體實(shí)施方式
六復(fù)合阻尼材料的結(jié)構(gòu)示意圖，圖9是圖8的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1、圖2描述本實(shí)施方式。本實(shí)施方式由基層101、金屬橡膠層102和約束層103組成，金屬橡膠層102夾在基層101和約束層103之間，金屬橡膠層102的下表面與基層101的上表面和金屬橡膠層102的上表面和約束層103的下表面由環(huán)氧粘接劑104在一定溫度和壓力下固化連成一體，制成夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料。
基層101為需要減振的結(jié)構(gòu)外殼，結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)金屬橡膠發(fā)生變形，金屬橡膠內(nèi)部發(fā)生摩擦，吸收和耗散能量，從而達(dá)到減振、降噪的目的。金屬橡膠阻尼層102外安裝約束層103能夠加劇阻尼材料的變形，提高減振效果。使用粘接劑的金屬橡膠夾層阻尼結(jié)構(gòu)適用于一般的工作環(huán)境，金屬橡膠的多孔性能夠提供優(yōu)于普通橡膠的降噪效果。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖3描述本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于它還包含有焊接孔106和焊點(diǎn)105，基層101和約束層103上設(shè)有焊接孔106，金屬橡膠層102的下表面與基層101的上表面和金屬橡膠層102的上表面和約束層103的下表面由若干個(gè)焊點(diǎn)105焊接為一體。其它與具體實(shí)施方式
一相同。本實(shí)施方式中采用焊接方式，適用于高、低溫和真空等惡劣的工作環(huán)境。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖5描述本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于基板101為中空板，一個(gè)側(cè)面開(kāi)有口，金屬橡膠層102制成平板狀，填充于中空板101之內(nèi)，再將開(kāi)口處封閉，制成夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼板材。板振動(dòng)時(shí)帶動(dòng)金屬橡膠阻尼層102發(fā)生變形消耗能量。整個(gè)結(jié)構(gòu)可作為具有減振功能的結(jié)構(gòu)件。金屬橡膠填充板適于作為具有減振能力的支撐結(jié)構(gòu)，以及制成能夠提供彈性和阻尼的夾持結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖6描述本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于基層101為管件，金屬橡膠層102包覆于管件基層101的外壁上，約束層103包覆在金屬橡膠層102的外表面上，約束層103的邊緣處由鉚釘或螺栓107使金屬橡膠層102緊附于管件基層101和約束層103的外內(nèi)壁上，制成夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼管。管件的振動(dòng)和產(chǎn)生的噪聲由金屬橡膠耗散、吸收。金屬橡膠夾層阻尼管可作為具有減振能力的支撐結(jié)構(gòu)與其他結(jié)構(gòu)連接。使用金屬橡膠夾層阻尼管亦可組成具有減振和降噪能力的管路系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖7描述本實(shí)施方式。本實(shí)施方式它還包含有螺栓107，基層101為支座狀、金屬橡膠層102和約束層103為法蘭形狀，法蘭形狀金屬橡膠層102的外壁設(shè)計(jì)有錐度，法蘭盤(pán)上設(shè)有通孔，套于支座狀基層101的外壁上，法蘭形狀約束層103內(nèi)表面具有與法蘭形狀金屬橡膠層102的外壁相配合的斜面，法蘭形狀約束層103套于法蘭形狀金屬橡膠層102的外壁上，由螺栓107將支座基層101、法蘭形狀的金屬橡膠層102和法蘭形狀約束層103固定為一體，制成夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼支座。螺栓107的下壓力通過(guò)約束層103的錐面產(chǎn)生徑向分量，使法蘭形狀金屬橡膠層102緊貼于支座狀基層101的直筒部分。來(lái)自于安裝基礎(chǔ)的振動(dòng)能量通過(guò)法蘭形狀金屬橡膠層102耗散，減小傳遞到支座以上的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖8描述本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于基層101為空心彈性筒狀、金屬橡膠層102為筒狀和約束層103為桿狀，筒狀金屬橡膠層102的空心截面設(shè)有輻射凹槽，筒狀金屬橡膠層102填充于空心彈性筒狀基層101的空心內(nèi)，桿狀約束層103截面設(shè)有輻射肋條108，桿狀約束層103置于金屬橡膠阻尼筒102的空心內(nèi)，桿狀約束層103的截面積大于筒狀金屬橡膠層102的空心截面積(筒狀金屬橡膠層102的彈性較大，可使桿狀約束層103與其緊密配合)，筒狀金屬橡膠層102外壁緊貼于空心彈性筒狀基層101的內(nèi)壁，制成夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼桿結(jié)構(gòu)。
金屬橡膠彈性減振桿發(fā)生振動(dòng)時(shí)，使筒狀金屬橡膠層102發(fā)生變形耗散能量，桿狀約束層103能夠加劇筒狀金屬橡膠層102的變形耗能。金屬橡膠彈性減振桿適于作為具有減振能力的支撐結(jié)構(gòu)，以及制成能夠提供彈性和阻尼的夾持結(jié)構(gòu)，如鐵軌彈條等。彈性減振桿的構(gòu)造中不包括粘接劑和緊固件，因此其具有更加優(yōu)異的耐老化性和可靠性。
權(quán)利要求
1.夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料，它包含基層(101)、金屬橡膠層(102)和約束層(103)，其特征在于金屬橡膠層(102)夾在基層(101)和約束層(103)之間，金屬橡膠層(102)、基層(101)和約束層(103)連成一體，制成夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料，其特征在于它還包含有環(huán)氧粘接劑層(104)，金屬橡膠層(102)的下表面與基層(101)的上表面和金屬橡膠層(102)的上表面和約束層(103)的下表面由環(huán)氧粘接劑層(104)粘接為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料，其特征在于它還包含有焊接孔(106)和焊點(diǎn)(105)，焊接孔(106)設(shè)在基層(101)和約束層(103)上，金屬橡膠層(102)的下表面與基層(101)的上表面和金屬橡膠層(102)的上表面和約束層(103)的下表面由若干個(gè)焊點(diǎn)(105)焊接為一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料，其特征在于基板(101)為中空板，板的六個(gè)面中的一個(gè)側(cè)面開(kāi)有口，其余五個(gè)面構(gòu)成中空板的外殼，金屬橡膠層(102)制成平板材料，填充于中空板基板(101)之內(nèi)，再將開(kāi)口處封閉，制成夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼板材。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料，其特征在于它還包含有鉚釘或螺栓(107)，基層(101)為管件，金屬橡膠層(102)包覆于管件基層(101)的外壁上，約束層(103)包覆在金屬橡膠層(102)的外表面上，約束層(103)的邊緣處由鉚釘或螺栓(107)使金屬橡膠層(102)緊附于管件基層(101)和約束層(103)的外內(nèi)壁上，制成夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼管材。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料，其特征在于它還包含有螺栓(107)，基層(101)為支座狀、金屬橡膠層(102)和約束層(103)為法蘭形狀，法蘭形狀金屬橡膠層(102)的外壁設(shè)有錐度，法蘭盤(pán)上設(shè)有通孔，套于支座狀基層(101)的外壁上，法蘭形狀約束層(103)內(nèi)表面具有與法蘭形狀金屬橡膠層(102)的外壁相配合的斜面，法蘭形狀約束層(103)套于法蘭形狀金屬橡膠層(102)的外壁上，由螺栓(107)將支座基層(101)、法蘭形狀的金屬橡膠層(102)和法蘭形狀約束層(103)固定為一體，制成夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼支座。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料，其特征在于基層(101)為空心彈性筒狀、金屬橡膠層(102)為筒狀，約束層(103)為桿狀，筒狀金屬橡膠層(102)的空心截面設(shè)有輻射凹槽，筒狀金屬橡膠層(102)填充于空心彈性筒狀基層(101)的空心內(nèi)，桿狀約束層(103)截面設(shè)有輻射肋條(108)，桿狀約束層(103)置于金屬橡膠阻尼筒(102)的空心內(nèi)，桿狀約束層(103)的截面積大于筒狀金屬橡膠層(102)的空心截面積，筒狀金屬橡膠層(102)外壁緊貼與空心彈性筒狀基層(101)的內(nèi)壁，制成夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼桿。
全文摘要
夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料，它涉及金屬?gòu)?fù)合減振材料。它解決了現(xiàn)有橡膠材料耐腐蝕能力差、工作溫度區(qū)間窄、耐油、濕性差、易老化和真空揮發(fā)，以及不適合用于長(zhǎng)期運(yùn)行設(shè)備和高、低溫和真空等工作環(huán)境的減振；在真空環(huán)境下橡膠材料揮發(fā)易造成對(duì)敏感設(shè)備的污染和侵蝕的問(wèn)題。本發(fā)明的金屬橡膠層(102)夾在基層(101)和約束層(103)之間，金屬橡膠層(102)的下表面與基層(101)的上表面和金屬橡膠層(102)的上表面和約束層(103)的下表面由粘接劑(104)粘接成一體，制成夾層為金屬橡膠的復(fù)合阻尼材料。本發(fā)明以金屬橡膠材料替代傳統(tǒng)的橡膠材料，具有耐腐蝕，不老化，耐高低溫和真空不揮發(fā)等優(yōu)異特性。適用于制作不同結(jié)構(gòu)的減振部件。
文檔編號(hào)F16F3/12GK101093008SQ20071007252
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月18日
發(fā)明者鄭鋼鐵, 梁魯, 白紹竣, 王天昊, 魏元, 徐大業(yè) 申請(qǐng)人:鄭鋼鐵, 梁魯, 白紹竣, 王天昊, 魏元, 徐大業(yè)