颗粒直径对阻尼器减振性能影响的试验研究

                                      张功学，李松锋，游丽嘉

                           (陕西科技大学 机电工程学院，陕西 西安710021)

通过试验，研究了颗粒直径的大小对颗粒阻尼器减振性能的影响。搭建了简支梁试验装置，将颗粒阻尼器安装在简支梁上，通过激振器给简支梁不同频率的正弦激振力，用加速度传感器测出了简支梁在不同频率振动下的加速度幅值。试验结果表明：在一阶固有频率时，颗粒阻尼器最大减振效果可以达到50.00％，但也会加剧振动；在其他频率时，最大减振效果可达到94.74％，也会加剧振动；颗粒阻尼器都对高频振动减振效果好。这为颗粒阻尼器减振机理的理论研究提供了依据。

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    颗粒阻尼( particle damping) 技术是利用填充在有限封闭空间内的小颗粒间的摩擦与冲击作用消耗系统振动能量，达到耗能减振的目的，具有耐久性好、可靠度高、对温度变化不敏感(在颗粒金属熔点以下均可正常使用) 、可用于恶劣环境等优点。颗粒阻尼器为附加质量式被动阻尼器，可增加结构阻尼，该技术在机械和航空航天领域应用较多。但因复杂的接触情况，其减振机理未被很好解释(在外动力激励下，颗粒物质内部的相互摩擦、非弹性碰撞、振动发声等能够消耗大量机械能以达到耗能减振的目的)［1-2］ 。因此,本文通过试验研究了颗粒直径的大小对颗粒阻尼器减振性能的影响。

1试验装置和试验内容

1.1试验原理

    简支梁在正弦激励的作用下会做正弦振动,同时带动颗粒阻尼器振动。当颗粒直径和振动频率不同时，阻尼器里的颗粒振动的剧烈程度不同，产生的变形和摩擦也不同，会产生不同的附加阻尼，最终消耗的简支梁的机械能不同，得到的减振效果也不同，所以本次试验以颗粒直径和振动频率为变量，研究颗粒直径的大小对颗粒阻尼器减振性能的影响。

1.2试验装置

试验测试系统的示意图如图1所示。DH1301

    扫频信号发生器发出的正弦信号通过DH5873-500W功率放大器放大后输入到DJZQ-20型激振器，由激振器激励简支梁产生振动。简支梁振动时，用加速度传感器测量其振动响应，加速度传感器的电荷信号通过电荷放大器输入到DH5922信号分析系统，最后通过电脑上的DHDAS基本控制分析软件记录数据。

                                     图1颗粒阻尼减振试验台示意图

试验过程中采用的简支梁、阻尼器腔体和颗粒材料参数见表1。

1.3试验内容

    试验过程中采用的颗粒直径分别为4,5,6,7,8,9,10,12,14,15mm共10组，质量同为800g，消除了因质量不同引起的试验误差。采用的激振频。。。。。。

作者简介：张功学（1963—），男，陕西西安人，陕西科技大学教授，博士，主要研究方向为机械系统动力学、机械可靠性。

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