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技术报告关于减振材料及其性能测定4

12.中央激振法

该试验法在日本也常被称为机械阻抗法,在上述减振钢板的JIS规格中已被采用,但在欧洲和美国,这种试验法并不常见。下图显示的是与悬臂法相同,在日本普遍采用的中央激振法的损失系数测量系统。

另外,在美国,阻抗法是指如下图所示,利用块状的减振材料测量阻抗,求出损失系数的方法。

最近,SAE 920406中介绍了中央激振法。

1.中央激振法的特点

优点

  • 可检测高频带。

  • 与悬臂法相比,试件的尺寸自由度高。

缺点

  • 测试设备复杂。

  • 支架影响未知。

试验片

  • 长条状、块状。

测试程序

  • 正弦或随机加振,正弦加振的扫掠缓慢。

  • 响应记录在频率响应分析器,FFT分析器和电平记录器中。注意频率分解能、截断、读取误差等

测试假设、注意事项

  • 试验片尺寸的纵横比最好在20:1以上。

  • 测试在线性范围内进行。注意加振振幅。最好肉眼看不到振动。

  • 加振力始终保持恒定。

  • 注意不要使弯曲加振变成扭曲加振。

  • 测量应限于谐振频率附近。→fc/10的范围
    最好在半宽度内有20个以上的测量点。

  • 刀刃的粘着宽度理想地为“零”为好,但最好是试料长度的1/200以下 (100 mm的试验片为0.5mm以下) 。

  • 测力计的体量取消。
    试验片的损失系数在0.03以下时,有无质量取消的影响变大。

  • 必须进行变焦分析。
    试验片的损失系数在0.03以下时,有无变焦分析的影响将极大。

2.阻抗磁头

从结构上看,它可被视为将两组传感器(载荷检测器和加速度检测器)整合在一个单元中。 它是中心振动法不可或缺的检测器。它固定在振动器上,通过阻抗头振动样品以测量其激励点阻抗。 阻抗头最好是电荷敏感型的,因为要放在恒温槽中。 力传感器加速度传感器的灵敏度应分别为 100 pC/N 或更高和 1 pC/ms-2或更高,考虑到被测材料的重量最多为 100 克,激励力最多为 10 牛。 使用电压敏感型时,应注意工作温度的上限,力传感器和加速度传感器的灵敏度应分别为 100 mV/N 或以上和 1 mV/ms-2或以上。 阻抗头的高度应尽可能低,以避免塌陷模式,引线应对称,并有前后和左右平衡的短接头。

3.中央激振共振、反共振

在中央激振法中,当测量阻抗 (F〔力〕/V〔速度〕) 时,如下图所示,共振频率和反共振频率交替出现。共振频率方面,加振力非常小,试验片处于大幅振动的状态,另一方面,反共振频率方面,加振力很大,试验片处于几乎不振动的状态。

振动模式如下图所示。这样,共振频率和反共振频率的振动模式完全不同。

另外,关于中央加振的反共振的例如二次中央位置,两点悬吊的二次共振的模式边界条件不同,看似相似却完全不同,与悬臂长一倍的共振模式是相同的边界条件。

下图为减振钢板损失系数测量结果,表示试件长度与试验温度不同的情况。如图所示,可以看出谐振频率和反谐振频率是不同的。

如图所示,频率依赖性右上的谐振侧较大,右下的谐振侧较大。而且,在双层类型 (overst beam) 中看不到这种现象。

4.中央激振法误差因素

  1. 试验片制作上的问题→物性不齐、尺寸误差、粘结不良引起的

  2. 粘合材料的类型→注意粘合材料的厚度,有些东西对温度变化不敏感

  3. 温度控制→注意试样内温度分布的均匀性

  4. 分析器的误差→响应信号的噪声去除、扫频速度等

  5. 需要减少支撑部分的能量损失