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聚苯胺体系电流变流体的阻尼机理及阻尼模型研究

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固体力学学报 2002年第1期23卷 87-92页

作者：刘昕晖陈塑寰吉林工业大学机械工程学院长春130025

对聚苯胺体系电流变流体在正弦信号作用下的阻尼力响应及其频谱特性进行了理论和实验研究 .提出电流变流体的非线性阻尼力的频谱是由基频和频率为基频奇数倍的高次谐波分量组成 .建立了由粘性阻尼和迟滞阻尼组成的电流变流体阻尼模型 ,... 详细信息

对聚苯胺体系电流变流体在正弦信号作用下的阻尼力响应及其频谱特性进行了理论和实验研究 .提出电流变流体的非线性阻尼力的频谱是由基频和频率为基频奇数倍的高次谐波分量组成 .建立了由粘性阻尼和迟滞阻尼组成的电流变流体阻尼模型 ,通过对模型的傅立叶变换及数值仿真。

关键词：聚苯胺体系阻尼模型电流变流体阻尼机理频谱分析傅里叶变换

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镁及镁合金阻尼机理的研究现状

机械工程材料 2011年第6期35卷 1-3,7页

作者：田铁毛星子米林重庆广播电视大学汽车工程学院重庆400052 重庆车辆检测研究院有限公司重庆401122 重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室重庆400050

综述了室温下镁及镁合金阻尼机理研究的现状,针对目前阻尼模型与实测数据之间有较大误差的现象,阐明了G-L模型是研究镁合金阻尼机理的重要基础,但不能完全解释阻尼机理;针对该问题,提出了以镁合金全部振动变形过程的振动阻尼模型为研究... 详细信息

综述了室温下镁及镁合金阻尼机理研究的现状,针对目前阻尼模型与实测数据之间有较大误差的现象,阐明了G-L模型是研究镁合金阻尼机理的重要基础,但不能完全解释阻尼机理;针对该问题,提出了以镁合金全部振动变形过程的振动阻尼模型为研究目标,以内部位错随着振动变形过程的进行(应变振幅增大)其数量和形态的变化模式为切入点,以位错的变化导致镁合金内部能量的变化模式为研究思路,对镁合金的阻尼机理进行建模。

关键词：镁合金阻尼机理振动位错

商用车C_(5)石油树脂/CIIR复合材料减震支座阻尼机理的分子动力学模拟研究

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橡胶工业 2023年第1期70卷 13-19页

作者：尹超麻俊方陈荣中国重型汽车集团有限公司工艺研究院山东济南250106

采用分子动力学模拟和统计分析对商用车C_(5)石油树脂/氯化丁基橡胶(CIIR)复合材料减震支座的阻尼机理进行研究。结果表明:随着C_(5)石油树脂用量的增大,C_(5)石油树脂/CIIR复合材料的结合能(E_(b))增大,在改善复合材料的阻尼性能方面... 详细信息

采用分子动力学模拟和统计分析对商用车C_(5)石油树脂/氯化丁基橡胶(CIIR)复合材料减震支座的阻尼机理进行研究。结果表明:随着C_(5)石油树脂用量的增大,C_(5)石油树脂/CIIR复合材料的结合能(E_(b))增大,在改善复合材料的阻尼性能方面分子间范德华力起主导作用;复合材料的自由体积分数(F_(FV))和均方位移(DMS)减小,C_(5)石油树脂起反增塑剂的作用;复合材料的玻璃化温度(T_(g))升高,有效阻尼温域(ΔT)增大,C_(5)石油树脂可改善复合材料的阻尼性能。C_(5)石油树脂/CIIR复合材料的ΔT和T_(g)均与E_(b)和F_(FV)之间存在显著的线性关系。本研究从分子层面分析复合材料的阻尼机理,形成定量预测复合材料的阻尼性能的理论方法,为商用车减震支座复合材料的配方优化奠定了基础。

关键词：氯化丁基橡胶 C_(5)石油树脂复合材料商用车减震支座分子动力学模拟阻尼机理

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ZA27-4%Si合金的阻尼性能及阻尼机理

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中国有色金属学报 2003年第5期13卷 1175-1179页

作者：张忠明王锦程郭学锋刘宏昭杨根仓西安理工大学材料科学与工程学院西安710048 西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

利用低频内耗测试技术研究了ZA2 7 4 %Si合金的阻尼性能 ,分析了合金的阻尼机理。结果表明 :ZA2 7 4 %Si合金阻尼随频率增大而减小 ,随温度升高而增大 ,阻尼不随应变振幅的变化而变化 ;ZA2 7 4 %Si合金室温阻尼为 5 .83× 10 -3 ,与ZA2 ... 详细信息

利用低频内耗测试技术研究了ZA2 7 4 %Si合金的阻尼性能 ,分析了合金的阻尼机理。结果表明 :ZA2 7 4 %Si合金阻尼随频率增大而减小 ,随温度升高而增大 ,阻尼不随应变振幅的变化而变化 ;ZA2 7 4 %Si合金室温阻尼为 5 .83× 10 -3 ,与ZA2 7合金阻尼相当 ;ZA2 7 4 %Si合金的阻尼是由合金内部的晶界和相界面滑动、位错振动以及各相的热膨胀系数和弹性模量间差造成的微塑性变形共同造成的。硅合金化的ZA2 7合金具有良好耐磨减摩性能和减振性能。

关键词： ZA27-4%Si合金阻尼性能阻尼机理锌合金滑动轴承

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位阻效应对受阻酚杂化体系阻尼机理的影响

原子与分子物理学报 2019年第1期36卷 23-28页

作者：胡乔曼徐康茗重庆文理学院新材料技术研究院重庆402160 重庆文理学院材料与化工学院重庆402160

针对尚未解决的受阻酚结构变化与杂化体系阻尼机理间关系的问题,本文采用分子动力学模拟方法构建了三种受阻程度不同的受阻酚/聚合物杂化体系,从理论上探讨了位阻效应对阻尼机理的影响.对体系氢键相互作用、结合能、相对自由体积及扩散... 详细信息

针对尚未解决的受阻酚结构变化与杂化体系阻尼机理间关系的问题,本文采用分子动力学模拟方法构建了三种受阻程度不同的受阻酚/聚合物杂化体系,从理论上探讨了位阻效应对阻尼机理的影响.对体系氢键相互作用、结合能、相对自由体积及扩散系数进行模拟分析表明,位阻效应对受阻酚分子内氢键相互作用有显著的弱化效果,可减少小分子团聚倾向,有利于小分子与聚合物分子间氢键相互作用的形成.但是,过高的位阻对小分子运动有阻碍作用,不利于小分子与聚合物形成强烈的氢键键合,也即不利于杂化体系阻尼性能的提高.因此,如何选择受阻程度适中的受阻酚是制备高阻尼杂化材料的一关键要素.

关键词：位阻效应受阻酚分子动力学模拟阻尼机理

碳五石油树脂/氯化丁基橡胶复合材料的阻尼机理

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合成橡胶工业 2019年第4期42卷 266-271页

作者：赵永凯张拓赵秀英赵伟李晓林北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室北京100029 大连测控技术研究所辽宁大连116013

采用分子动力学模拟方法并结合实验研究了碳五(C 5)石油树脂/氯化丁基橡胶(CIIR)复合材料的阻尼机理。分子模拟研究表明,随着C 5石油树脂用量的增加,C 5石油树脂/CIIR复合体系的自由体积分数和均方位移逐渐减小,结合能逐渐增大,均方回... 详细信息

采用分子动力学模拟方法并结合实验研究了碳五(C 5)石油树脂/氯化丁基橡胶(CIIR)复合材料的阻尼机理。分子模拟研究表明,随着C 5石油树脂用量的增加,C 5石油树脂/CIIR复合体系的自由体积分数和均方位移逐渐减小,结合能逐渐增大,均方回转半径增大,表明CIIR与C 5石油树脂间的相容性较好,分子链堆砌密实,从而限制了CIIR大分子链的运动;同时,复合材料的玻璃化转变温度升高,损耗峰移向高温区域,有效阻尼温域拓宽。结合模拟分析和接触角实验结果证实,C 5石油树脂与CIIR之间的范德华作用力对提高复合材料的阻尼性能起到了主导作用。

关键词：氯化丁基橡胶碳五石油树脂复合材料阻尼机理分子动力学模拟

C5石油树脂/氯化丁基橡胶复合材料阻尼机理的实验与分子动力学模拟研究

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C5石油树脂/氯化丁基橡胶复合材料阻尼机理的实验与分子动力学模...

作者：尹超北京化工大学

学位级别：硕士

噪音污染一直困扰着人类的正常生活,如何有效降低噪音污染是材料研究的一个热点问题。粘弹性聚合物可将震动和噪音能转化为热能,但是普通的纯橡胶难以满足实际的应用需求。近年来,将石油树脂添加至橡胶基体成为一种制备新型高阻尼橡胶... 详细信息

噪音污染一直困扰着人类的正常生活,如何有效降低噪音污染是材料研究的一个热点问题。粘弹性聚合物可将震动和噪音能转化为热能,但是普通的纯橡胶难以满足实际的应用需求。近年来,将石油树脂添加至橡胶基体成为一种制备新型高阻尼橡胶复合材料的方法。由于石油树脂分子与橡胶基体之间形成强烈的范德华相互作用力,致使橡胶分子链的运动更加困难,从而将提升复合材料的阻尼性能。本论文结合实验、采用分子动力学模拟及统计分析等手段对C5石油树脂/氯化丁基橡胶复合体系进行了研究,从宏观和微观水平详细分析、解释了此复合体系的阻尼机理,并借助线性回归分析得到阻尼性能参数(玻璃化转变温度、有效阻尼温域)与分子间相互作用参数(结合能,自由体积分数)之间的量化关系。研究内容包含以下三个方面:(1)通过全原子分子动力学模拟构建了 C5石油树脂/氯化橡胶晶胞,计算其相关参数。结果表明当C5石油树脂在复合体系中的质量分数增大时,复合体系的结合能逐渐增大,这意味着氯化丁基橡胶与C5石油树脂分子间的相互作用力的递增。同时,结合能均为正值,表明C5石油树脂与氯化丁基橡胶基体间具有良好的相容性;范德华与静电相互作用力的统计结果表明随着C5石油树脂含量的增加,范德华与静电相互作用力都在逐渐增加,但范德华相互作用力的影响要远远大于静电相互作用力,即影响复合材料阻尼性能的主要取决于范德华力的作用;自由体积计算表明随着C5石油树脂含量的增加其自由体积分数逐渐减小,即分子链的堆积更加密实,这提高了分子链间的相互摩擦力,改善了复合材料的阻尼性能;由计算均方位移的结果可知,随着C5石油树脂含量的增加,CIIR的均方位移逐渐减小,即CIIR分子链的移动困难,可推测玻璃化转变温度将向高温方向移动;随着C5石油树脂含量的增加,均方回转半径逐渐增大,CIIR链变得更加舒展,究其原因是C5石油树脂分子与氯化丁基橡胶分子链之间的相容性增加所致。(2)根据分子模拟所设计的配比,制备C5石油树脂/氯化丁基橡胶混炼胶并对其进行实验表征。接触角测试发现C5石油树脂和氯化丁基橡胶的范德华力部分γsd大约为其静电力部分γsp的6和14倍,即C5石油树脂与氯化丁基橡胶间的相互作用力主要由范德华力提供,这与模拟计算结果完全一致;根据介电谱的分析结果,发现其谱图展示出了两个介电损耗峰,即分别对应局部链段模式(高频,短松弛时间)和Rouse模式(低频,长松弛时间)。随着C5石油树脂的加入,局部链段模式和Rouse模式所对应的松弛时间均不同程度地向高温方向移动,并且C5石油树脂对Rouse模式的影响要大于对局部链段模式的影响,最终使得阻尼温域变宽;热力学与动态力学分析结果证明复合体系的阻尼性能随C5石油树脂含量的增加而升高。(3)采用线性回归分析法对阻尼性能参数(玻璃化转变温度、有效阻尼温域)与分子间相互作用参数(结合能,自由体积分数)之间的关系进行了量化分析,结果表明其分子间相互作用参数(结合能与自由体积分数)与阻尼性能参数(玻璃化转变温度与有效阻尼温域)之间存在着显著的线性关系(R2>0.95),因而可以通过计算复合体系的分子间相互作用参数来进一步预测其阻尼性能,提高实验效率,降低成本。

关键词：氯化丁基橡胶 C5石油树脂阻尼机理分子动力学模拟线性回归分析

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复合材料有序多孔结构阻尼机理及振动控制

复合材料有序多孔结构阻尼机理及振动控制

作者：陈云龙哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

作为一种划时代的机械超材料,负泊松比结构被国内外学者广泛研究。目前,有关负泊松比结构的设计制备、缓冲吸能、基本力学性能表征等方面的研究工作大量涌现,但对于该类结构阻尼减振性能的研究仍然处于探索阶段而鲜见报道。本文设计了... 详细信息

作为一种划时代的机械超材料,负泊松比结构被国内外学者广泛研究。目前,有关负泊松比结构的设计制备、缓冲吸能、基本力学性能表征等方面的研究工作大量涌现,但对于该类结构阻尼减振性能的研究仍然处于探索阶段而鲜见报道。本文设计了二维和三维的双箭头型夹芯圆柱壳结构、双箭头型夹芯圆柱筒结构以及双箭头型负泊松比减振方柱结构、六边形内凹蜂窝负泊松比减振方柱结构、双箭头型负泊松比减振圆环柱结构和六边形内凹蜂窝负泊松比减振圆环柱结构,通过基于模态应变能法的有限元方法分析其基本振动特性,探究其阻尼机理。为设计减振性能优良的曲面机械超材料结构和减振结构提供指导和技术支撑。主要包括一下内容:首先,采用二次热压成型法制备复合材料圆弧曲面壳、轴向波纹曲面壳和轴向波纹曲面筒结构,然后对其进行模态试验和有限元数值仿真。试验结果和有限元数值结果一致性良好,验证了有限元模型的准确性,为第三、四章研究双箭头夹芯圆柱壳体结构和负泊松比减振柱结构提供有限元数值模拟方法。然后,设计了二维双箭头圆柱夹芯壳、二维双箭头圆柱夹芯筒、三维双箭头圆柱夹芯壳、三维双箭头圆柱夹芯筒四类结构,利用有限元软件结合模态应变能方法得出结构模态振型、固有频率和阻尼损耗因子,通过分析每种结构各阶阻尼贡献因子探究其阻尼减振机理,并与相对应的传统结构进行对比研究。二维双箭头纵向夹芯筒的阻尼损耗因子在2.0以上,而二维双箭头环向波纹夹芯筒阻尼损耗因子在2.5以上,每阶都较前者稍大,整体都随频率增加呈上升趋势,是一类合理高效的阻尼减振曲面结构。最后,设计了二维双箭头型阻尼减振方柱结构、六边形内凹蜂窝阻尼减振方柱结构、二维双箭头型阻尼减振圆环柱结构和六边形内凹蜂窝阻尼减振圆环柱结构,利用ABAQUS有限元软件结合模态应变能方法得出结构模态振型、固有频率和阻尼损耗因子,通过分析每种结构的阻尼贡献因子探究其阻尼减振机理。分析不同特征角度配置对每种结构的基本振动特性和阻尼机理的影响。四种结构减振耗能性能均较好,但相比而言,75?内凹角的二维内凹蜂窝减振方柱结构固有频率较大,阻尼性能也较好,其第六阶损耗因子到达了2.91的高值。此结构为剪切变形主导的减振结构,可以获得更大的阻尼损耗因子,是一种高阻尼的减振高效能机械超材料结构。

关键词：有序多孔结构阻尼机理振动控制负泊松比复合材料

EPDM/ENR宽温域阻尼材料的制备与阻尼机理研究

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EPDM/ENR宽温域阻尼材料的制备与阻尼机理研究

作者：龙娟华南理工大学

学位级别：硕士

高聚物材料由于其独特的粘弹性,在热力学转变或动力学松弛过程中由于分子链间的内摩擦能够将振动产生的部分机械能转化为热能耗散掉,具有良好的减振降噪效果,因而被广泛用于阻尼减振降噪领域。为了满足阻尼材料在实际工程中的应用,高阻... 详细信息

高聚物材料由于其独特的粘弹性,在热力学转变或动力学松弛过程中由于分子链间的内摩擦能够将振动产生的部分机械能转化为热能耗散掉,具有良好的减振降噪效果,因而被广泛用于阻尼减振降噪领域。为了满足阻尼材料在实际工程中的应用,高阻尼材料要求其在60-80℃以上的温度范围内阻尼因子tanδ>0.3。但一般高聚物材料如橡胶等的内耗峰范围较窄,且都在室温以下,因此拓宽粘弹性阻尼材料的使用温域,特别是提高其常温及以上温度区域的阻尼性能成为粘弹性阻尼材料的重要研究课题。在前期研究基础上,本论文制备了以饱和非极性三元乙丙橡胶(EPDM)和不饱和强极性环氧化天然橡胶(ENR)为基体的二元与多元共混宽温域阻尼材料,并研究了共混阻尼材料拓宽阻尼温域的阻尼机制。本论文首先制备了EPDM/ENR-50二元阻尼材料并对其特殊阻尼机理进行探讨。研究结果发现:二元共混物的阻尼因子-温度曲线呈现出两个独立的阻尼内耗峰,较低温的峰归属于EPDM的玻璃化转变温度(Tg),较高温的峰归属于ENR-50的Tg,且与单一组分的Tg相比两个阻尼内耗峰分别向低温和高温外扩。共混比为75/25时,ENR-50的Tg由单组份的0.2℃偏移到33.2℃,EPDM的Tg由单组份的-50.0℃偏移到-59.6℃,但两阻尼峰之间存在“波谷”区,“波谷“处的最小tanδ值为0.127,可得到阻尼因子tanδ>0.127的温度范围从-72.3℃到52.9℃的宽温域阻尼材料。采用扫描电镜/X射线能谱(SEM/EDS)、透射电镜(TEM),原子力显微镜(AFM)等测试手段分析了共混材料的各相的元素分部,微观形态、结构。通过研究,提出了该共混体系拓宽阻尼温域的阻尼机制:即共混材料中出现两个向高低温外扩的玻璃化转变峰是由于在硫化交联过程中饱和非极性的EPDM相中的硫化剂向极性不饱和的ENR-50相中迁移,导致ENR-50相的交联密度比其单独硫化时高,相反EPDM的交联密度比其单独硫化时低,两相交联程度的改变导致了其玻璃化转变温度的改变。在上述二元共混物的基础上还制备了EPDM/ENRs多元阻尼材料。当EPDM/ENR-50/ENR-40/ENR-25共混比为65/15/10/10时,材料在-81.2至40.0℃温域范围内tanδ>0.356,且在该温域范围内阻尼性能稳定,tanδ值波动不大。为了进一步提高阻尼材料的力学性能及高温部分阻尼性能,本论文中还制备了EPDM/ENR-50/CR三元共混阻尼材料。在以上两类多元共混体系中,TEM,AFM分析表明:ENR-40、ENR-25和CR的添加改善了EPDM/ENR-50共混物的界面相容性,使界面结合力变强,从而提高了二元共混材料阻尼失效区的阻尼性能。此外,CR的加入使得EPDM/ENR-50/CR三元阻尼材料中ENR-50的Tg从两组分时的32.7℃移动到了43.5℃,进一步拓宽了阻尼材料的高温阻尼性能,同时三元阻尼材料还具有优异的力学性能。增塑剂、炭黑补强剂N330等的用量对两种多元共混阻尼材料各种性能的影响也做了详细的研究,EPDM/ENRs中当软化剂白矿油添加量为8份(parts per hundreds of rubber,phr),炭黑用量为20 phr时,材料综合性能最好;EPDM/ENR-50/CR三元阻尼材料中当增塑剂邻苯二甲酸二辛脂用量为6phr,炭黑用量为40 phr时,有效阻尼温域(tanδ>0.3)达到了120℃(-48.32.6℃),拉伸强度达到了23.2MPa,断裂伸长率为423%,实现了阻尼性能与力学性能的均衡。

关键词：三元乙丙橡胶环氧化天然橡胶氯丁橡胶宽温域阻尼机理