探究汽车用水性阻尼胶阻尼性能的测试方法.docx

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探究汽车用水性阻尼胶阻尼性能的测试方法

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摘要：本文介绍了汽车用水性阻尼胶阻尼性能的测试方法，即采用悬臂梁测试系统对汽车用水性阻尼胶进行阻尼性能测试，并探究了不同温度调节方式对阻尼系数的影响。

关键词：水性阻尼胶，阻尼系数，温度调节方式

引言：

水性阻尼胶是以丙烯酸酯共聚物为基材的新一代环境友好型水性阻尼材料，主要应用于汽车地板、仪表板、侧板、顶棚等部位，能显著降低行驶过程中产生的噪声和振动，具有高阻尼、低VOC、低气味的特点，在汽车减重，优化系统成本及提升NVH系统方面具有很大优势。随着欧美主流汽车厂的普遍应用，目前国内汽车厂如长城汽车，吉利汽车，广汽乘用车等已广泛推广应用，完全或部分取代了传统沥青阻尼板的使用。

阻尼性能作为阻尼材料的关键性能，测试方法分为两种，方法一是将试样垂直安装，上端刚性夹定，下端自由，简称悬臂梁方法；方法二是将试样水平安装，用两条细线在试样振动节点位置上悬挂，简称自由梁方法。汽车用水性阻尼胶通常采用悬臂梁测试系统进行阻尼性能测试。

为了更加有效的评价水性阻尼胶材料的阻尼效果，各汽车厂标准均要求测试不同温度条件下的阻尼系数，通常要求-20℃~60℃的几个温度点对应的阻尼系数。按照标准GT/T16406中温度调节要求，一般情况下，应该从低到高按照升温序列测量。现对由高到低的降温序列进行阻尼系数测量，并对比由低到高的升温序列阻尼系数测量值，探究不同温度调节测试方法对阻尼结果的影响。

测试原理

2.1阻尼测试仪主要仪器设备清单见表1，测试原理图框如下图，

高低温试验箱

图1阻尼测试原理图

汽车用水性阻尼胶的阻尼性能是测试一定温度条件下，钢板样条与水性阻尼胶材料复合构成的复合试样的阻尼性能。首先通过高温固化将水性阻尼胶粘结到钢板样条上，形成复合试样→在复合样条的根部保留20mm钢板条，加持到悬臂梁支架的夹具上→通过高低温试验箱进行温度控制，每个温度点，应保温10min后才能测量→在非接触式电磁激振器的作用下，形成振动系统→共振振幅通过放大因子形成响应曲线见图2。

图2.振动响应曲线

表1阻尼测试仪主要仪器设备清单

名称

规格

厂家

悬臂梁夹具

3930

丹麦BK公司

磁激励传感器

MM0002

功率放大器

2718

数据采集前端

3160

分析软件

PIUS

高低温试验箱

BPH-250B

上海一恒公司

在共振曲线上共振峰两侧，振幅为共振振幅的0.707倍（即下降3dB）处的频率差用来计算阻尼系数，其公式如下：

其中η阻尼系数，无量纲

f1、f2为共振曲线下降3db时半波宽的频率，Hz

2.2阻尼分析软件

软件分析是通过FFT和频率响应计算分析，在频谱分析完成后按照阻尼计算公式进行阻尼计算，得到阻尼比dampingratio，使用阻尼系数计算公式即可得到阻尼系数η，软件分析结果如图3

图3软件分析结果

试验

试验机

阻尼测试仪

图4阻尼测试仪

试验方案

a)试样1#按照温度升序，依次测试-20℃，0℃，20℃所对应阻尼系数，并记录3条试样每个温度点的阻尼系数平均值；

b)试样2#按照温度降序，依次测试20℃，0℃，-20℃所对应阻尼系数，并记录3条试样每个温度点的阻尼系数平均值；

c)试样3#按照温度升序，依次测试-20℃，0℃，20℃，40℃，60℃所对应阻尼系数，并记录3条试样每个温度点的阻尼系数平均值；

d)试样4#按照温度降序，依次测试60℃，40℃，20℃，0℃，-20℃所对应阻尼系数，并记录3条试样每个温度点的阻尼系数平均值；

试验样条制作

a)材料：水性阻尼胶，保光（天津）汽车零部件有限公司生产。

b)试片规格：钢板220*10*1mm

涂胶尺寸200*10mm，面密度3kg/m2

c)试样编号：

试样1#，制作3条平行样分别编号为1#-1，1#-2，1#-3；

试样2#，制作3条平行样分别编号为2#-1，2#-2，2#-3；

试样3#，制作3条平行样分别编号为3#-1，3#-2，3#-3；

试样4#，制作3条平行样分别编号为4#-1，4#-2，4#-3；

d)烘烤温度：

将试样放在140±2℃的环境条件下烘烤20分钟进行固化。

e)将固化后的样条在标准实验状态下（温度23±2℃，相对湿度50±5%RH），放置24小时，然后将试样按照试样方案依次夹到阻尼测试仪上进行试验。

试验结果及分析

4.1试验结果

试验结果见表2

表2不同温度调节方式下阻尼系数结果

温度，℃

阻尼系数η

试样1#

试样2#

试样3#

试样4#

-20

0.033

0.034

0.034

0.030

0

0.081

0.080

0.080

0