引言
“一代材料, 一代装备”, 新材料是航天科技工业发展的重要物质基础, 一代新型航天产品的诞生, 往往建立在一大批先进新型材料成功研制的基础上, 同时也可以带动许多新材料项目的快速启动和应用。航天设备在运行过程中,受到外界客观因素影响,可能会出现不同程度的振动和噪音,不仅会干扰乘坐人的舒适度,频繁的振动还会从一定程度上导致机械设备内部零部件受损,最后诱发车辆、舰艇及飞行器出现运行问题。粘弹橡胶阻尼材料作为一种新型的材料,在航空航天事业中发挥着巨大作用。
阻尼材料优势 1、隔热降噪 首先,阻尼材料产品在实际的生产生活中,合理的引应用阻尼材料,可达到较好的防火效果,而且还能及时降低噪音的干扰,对隔热保温等处理也发挥着重要作用。 2、科学安全 其次,使用阻尼材料更加符合“科学发展观”的建设要求,对人体健康没有过多危害。 3、便捷环保 最后,阻尼材料产品可以完全按照人们的现实需求,在方便组装、切割的同时,可以构建不同层次的复合膜层,在具体使用过程中,不会释放甲醛等有毒气体,进而确保周围环境的空气质量符合国家规定的应用标准。 阻尼性能影响因素 1、网络组分的相容性 若采用二网络共聚,能提高两峰间的阻尼值,形成较宽的阻尼平台,对合成性能良好的阻尼材料有很好的参考价值。 通过第三网络的引入,使得原来相容性不佳的两个网络都和它有较好的相容性,从而提高了整个网络的相容性,从而提高了整个网络的相容性,网络Ⅲ在此好比起了一个连接媒介的作用,通过其把本来相容性不好的2个网络连接起来,提高了材料的阻尼性能。 2、交联剂用量 交联剂用量较小时,由于聚合物的交联密度低,交联点之间的链段活动能力很强,削弱了两网络间的链段强迫互锁作用降低了体系的相容性使得曲线表现为很深的凹谷,阻尼因子小; 当提高交联剂用量时,由于聚合物交联密度的增大,聚合物网络间的强迫互锁作用增强,使得两聚合物网络的相容性和阻尼值提高,两峰间出现了一个较宽的平台区,阻尼温域有了显著改善; 继续加大交联剂的用量,使2个网络的交联密度进一步增大,在一定程度上限制了聚合物链的运动,导致橡胶相的玻璃化转变向高温移动,同时材料的阻尼峰值也有所降低。 航天应用设计 1、面处理形式 此种阻尼材料架构能够对薄壁较薄的大范围构件进行综合管控,在建立自由阻尼结构和约束层阻尼结构后,首先,自由阻尼架构主要是指设备开发人员在设备薄壁上喷涂适量厚度的阻尼层,通过弯曲振动方式促使阻尼材料受到压力而发生形变,内部结构在发生形变时,基础链节可以像弹簧一样可以完全恢复,同时还能确保分子间不能出现明显的位移,结构内部的能量将通过人热能形式散发出来,进而将相关振动能量逐渐消耗。 2、点处理型式 在振动控制管理过程中,对硬度较强且形变较小的刚形结构最为适用,研发人员对相关结构的连接点进行阻尼操作后,借助阻尼减振器等材料来进一步降低航天设备系统内的共振幅度,并对频率振动传递的降低创造了诸多有利条件。 3、组合处理型式 管理人员通过对结构的面层和基础点位进行连接后,可以有效的确保振动水平逐步提升。 4、压缩夹板层型式 压缩夹板层式主要适用于面积较大且刚性结构振动传递的减振产品,应用一定数量的阻尼材料后,可以使得刚性结构的压缩效果达到国家规定的使用标准,阻尼材料受到剪切后发生消耗能量的概率逐渐减少。 实际应用 1、舱体振动试验 将一定数量的粘弹橡胶阻尼材料应用到航天设备的舱体结构内,可以促使整体的振动加速度由29g降至11 g,振动衰减也可以达到66%左右,通过大量实验可以看出,应用粘弹橡胶阻尼材料可以形成较好的减振作用,为日后振动环境的优化和综合质量工作奠定夯实的基础。 2、确保减振系统平稳运行 采用传统的橡胶隔振垫不会产生明显的作用,将粘弹橡胶阻尼材料应用到航天设备内部后,进行各种外力冲击,阻尼垫受损的概率基本为0,此时共振放大倍数Q低于2.8,可以得知粘弹橡胶材料的阻尼减振实用性能较好,将此种材料融入到减振器中,可以明显的降低附加重量,在实际的应用中,呈现了体积小、刚性强、安装方便以及减振作用最佳的优势。 总结与展望 粘弹橡胶阻尼材料在航天设备的应用会受到外界各种环境因素的影响,航天管理部门应首先做到统筹规划,在统一具体的减振方法后,利用先进的计算机技术,将阻尼技术逐渐融入到实际的设备减振管理中;其次,应投入适当的建设资金,采购一些质量较高的粘弹橡胶阻尼材料;最后,还要定期积极并学习国内外先进的阻尼材料减振处理技术,在因地制宜、具体问题具体分析后,鼓励航天工作人员大胆创新,促进航天事振动衰减业的可持续发展。
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