材料的损耗因子

材料的损耗因子

通常以材料的损耗因子η1来衡量其对振动的吸收能力的特征量。它是材料受到振动激励时,损耗能量与振动能量的比值:

式中 Wd—— 一个周期中阻尼所消耗的功;

U——系统的最大弹性势能,;

K——系统刚度;

A——振幅

由于等效阻尼

因此,损耗因子η1和等效阻尼Ce的关系为:   

可以大致地认为在结构合理,受力与变形都在许可范围的情况下,η1>2的材料将阻止振动的持续

通常材料的损耗因子见表1

表1                 通常材料的损耗因子η1

材料

损耗因子η1

材料

损耗因子η1

材料

损耗因子η1

钢、铁

0.0001~0.0006

夹层板

0.01~0.13

高分子聚合物

0.1~10

铜、锡

0.002

软木塞

0.13~0.17

混凝土

0.015~0.05

铅

0.0006~0.002

复合材料

0.2

砖

0.01~0.02

铝、镁

0.0001

有机玻璃

0.02~0.04

干砂

0.12~0.6

阻尼合金

0.02~0.2

塑料

0.005

 

 

木纤维板

0.01~0.03

阻尼橡胶

0.1~5

 

 

常用的31型、90型等阻尼橡胶层的较详细资料见表2

表2

系列

型号

最大损耗因子

ηmax

最大损耗因子

时的温度/℃

最大损耗因子

时切变模量/N·m-2

最佳使用频率

/Hz

 

3101

0.45

20

1.4×1010

100~5000

31系列

3102

0.65

42

2×1010

100~5000

 

3103

0.92

60

6.5×1010

100~5000

 

9030

1.4

8

5.8×109

100~5000

90系列

9050

1.5

10

6.5×109

100~5000

 

9050A

1.3

32

7×109

100~5000

 

ZN01

1.6

10

2×107

 

 

ZN02

1.42

20

2×107

 

ZN00

ZN03

1.42

30

1.5×107

 

 

ZN04

1.45

-10

2×107

 

 

ZN11

1.5

20

2.5×107

 

 

ZN12

1.1

10

5×108

 

ZN10

ZN13

1.34

20

1.5×108

 

 

ZN14

1.0

100

4×107

 

ZN20

ZN21

1.4

25

5×107

 

 

ZN31

1.2

100

7×107

 

ZN30

ZN33

1.0

200

1×109

 

注:橡胶材料的复刚度K*=K'+ih=K'(1+iη),K' 为橡胶弹性元件的单向位移动刚度(同相动刚度),h为反映橡胶材料阻尼特性的正交动刚度(即结构阻尼),损耗因子η=h/K'。动刚度K*同时代表了橡胶元件的动刚度和阻尼。