带活性炭减振剂的碰撞阻尼器的试验的研究.pdfVIP

颗粒学必威体育精装版进展研讨会一暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会 l 201 onRecent in ConferenceonParticle AndTreatmentNov．201 1年I Progress 1月Symposium Particuology—10”NationalPreparation 带活性炭减振剂的碰撞阻尼器的试验研究 李海起1王树林1工李生娟2杜妍辰3刘涤1 1．(上海理工大学能源与动力工程学院上海200093)2．(上海理工大学材料科学与工程学院上海200093) 3．(上海理工大学医疗器械与食品学院上海200093) 摘 要：将活性炭颗粒作为减振剂，置入颗粒阻尼器与带减振剂的碰撞阻尼器中。通过试验的方法．研究这两类阻尼器对 主振系统的减振性能。通过改变活性炭颗粒在阻尼器腔体中的填充率，研究是否存在一个最佳填充率，能保证阻尼器存在 一个最佳的状态。使其达到最好的减振效果。在与单纯的多体碰撞阻尼器进行对比研究后，表明，颗粒阻尼器的减振效果 明显比多体碰掩阻尼器蔗；带活性炭颗粒减振剂的碰撞阻尼器虽然比多体碰撞阻尼器的减振效果稍筹，但对抑制多体碰撞 阻尼器的强非线性有着良好的效果，并且，在一定的共振区域内，填充率对r带活性炭减振剂的碰撞阻尼器也存在一个最 佳值。 关键词：碰撞阻尼；活性炭；填充率；衰减率；非线性 碰撞阻尼器是一种辅助质量式被动阻尼器，通过冲击器与生系统在碰掩过程中的能量交换和转换及表而摩擦来 抑制振动和噪声，具有优良的减振效果，碰撞阻尼器的结构简单，附加质量小，成本低廉，适合在恶劣环境下使用，在机 反向碰撞将产生极高的加速度峰值和强烈的速度不连续性，从而产生较高噪声，并造成阻尼器的容器表面损伤；并 且，由于参与碰撞的冲击器多是恢复系数很高的金属块体，冲击器的速度损失小，与容器产生剩余碰撞，将大量能 量返I丌I到主系统。 基于前人对碰撞阻尼器及球磨机原理的探索及研究，杜妍剧8I提出了一种新型的带颗粒减振剂的碰撞阻尼器。 经试验验证【8一，在自由衰减和强迫振动条件下，带颗粒减振剂的碰撞阻尼器比单纯的碰掩阻尼器的减振效果更好 并能减少冲击噪声。但这类试验目前j{限于塑件的金属颗：}靛——通过金属颗粒受压后发生塑性变形而永久耗能，而 对非金属材料颗粒作为减振剂的试验研究比较匮乏。本文通过试验进一步研究带非金属颗粒减振剂的碰撞阻尼器的 减振效果。 1．简化的碰撞阻尼器力学模型 为了揭示碰撞阻尼器的减振机理，将阻尼系统简化成为单自由度的振动系统，在阻尼器腔体内包含8个球形冲 击体，在腔体内壁和冲击体表【lIi育一定量的颗粒减振剂，简化后的阻尼器咀学模型如图l所示。 图l简化的碰掩阻尼器的力学模掣 I modelof FigSimplifieddynamic impactdamper 基金项目t国家自然科学基金资助项目 作者简介l李海超男，坝上生，1983年9月生 316 颗粒学必威体育精装版进展研讨会一暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会 生振动。显然，这个系统是一个变质量的冲击系统114】。按照图l规定的坐标，利用动力学定律，可写出碰撞减振系 统运动的微分方程 sin耐 Kx(，)+C工(f)+【M+聊(f)】川)=R 通过腔体与冲击体之间的碰撞，系统与冲击体之间发生动量传递，即系统的一部分机械能转化为冲击体的动能。 冲击体和腔体内壁之间的颗粒通过冲击体之间或冲击体与腔体内壁之间的碰撞使颗粒被挤压乃至断裂，从而永久地 消耗掉系统的一部分能量，而达到整个系统减振的目的。 2．试验材料和设备 试验选用5mm钢球作为冲击体，采用活性炭颗粒作为减振剂，对系统在无外加阻尼、只加冲击体及冲击体加 颗粒材料条件下的减振性能进行对比试验，试验条件见表l所示。