干摩擦阻尼金属材料及其制造和使用方法技术

公开了一种用于改进金属产品中的振动阻尼性能的方法和系统。该产品包含干摩擦、层状金属阻尼材料，该干摩擦、层状金属阻尼材料具有嵌入其中的由捆绑的金属丝的金属丝绳组成的一个或多个编织网层。绳可以用薄层金属套住。编织各个绳以形成网格层，一些绳位于第一或Y方向，其它绳位于第二或X方向。通过滚压、成型或挤出将一个或多个网格层与金属基体连接。可以优化滚压、成型或挤出的工艺参数以便实现绳恰当地嵌入金属板，其中将绳牢固地锁入金属板，金属材料在线缆的外表面上流动而不在金属丝之间渗透。

Dry friction damping metal materials and methods of making and using them

A method and system for improving vibration damping properties in metal products are disclosed. The product consists of dry friction, layered metal damping material, and the dry friction and layered metal damping materials have one or more woven mesh layers of metal wire embedded in the bundled metal wire. The rope can be covered with thin metal. Each rope is woven to form a grid layer. Some of the ropes are located in the first or Y direction, and the other ropes are located in the second or X direction. One or more grid layers are connected to the metal substrate by rolling, molding or extrusion. The process parameters of rolling, molding, or extrusion can be optimized so that the rope can be properly embedded in the metal plate, in which the rope is locked firmly into the metal plate, the metal material flows on the outer surface of the cable and does not permeate the wire between the wire.

【技术实现步骤摘要】
干摩擦阻尼金属材料及其制造和使用方法
本专利技术涉及具有增强的阻尼能力的材料。更具体地，本专利技术涉及具有增强的减振性能的干摩擦阻尼、层状金属阻尼材料。阻尼材料具有一层或多层板状的金属原材料和一层或多层网格形式的编织金属丝。编织金属丝是绳索或缆绳的形式并且可以是装有护套的或未装有护套的。多个独立的金属丝要么是线性的要么相对于彼此扭转。至少一个板和编织金属丝的至少一个网格经受滚压、成型或挤出形成金属阻尼材料。层状金属材料具有包括但不限于机动车和非机动车产品二者的宽范围的应用。
技术介绍
与具有由金属材料制造的部件的工业机械、机动车以及家用电器的运转相关的不受欢迎的噪声和振动是显著的、反复发生的、以及顾客抱怨原始设备制造商的难以处理的来源。所需补救工作的数量和费用给机械工程的成就的改进制造了压力。大多数已知的运转的机器由于它们的移动部件的固有的不平衡而产生振动和噪声。不受欢迎的振动和噪声还由在运动中支撑运转的机器(或发动机)或承受负载的结构的动态载荷造成。在当机器或结构的固有的振动频率与外加激发的频率相符的情况下，可能发生机械或结构工程系统的共振。由于在机械和结构工程中使用的典型的常规的金属材料具有相对低的阻尼能力，因此系统共振可能不仅导致讨厌的噪声级和振动级，而且可能甚至由于由诱导应力的循环变化造成的金属疲劳而导致整个系统的故障。因此，需要增强金属材料的阻尼能力以便抑制不受欢迎的共振，从而阻止不受欢迎的噪声和振动级或由金属疲劳而造成的甚至整个系统的故障。鉴于目前发展水平，提供新的金属材料是有利地，该金属材料显示了通过在滚压、成型或挤出操作期间将一个或多个金属丝绳嵌入金属材料中带来的改进振动阻尼，利用了金属丝间摩擦的益处来阻止工业机器、机动车、以及具有由金属材料制成的部件的家用电器的不希望的噪音和振动。因此，在制造工艺的许多领域总是有改进通常在机械和结构部件各方面使用的与金属材料有关的不受欢迎的相关噪声和振动的空间。
技术实现思路
本专利技术提供了用于形成具有增强的振动阻尼性能的金属材料的方法和系统，该系统可以包括一个或多个板状的金属原材料层和一个或多个编织金属丝(金属丝绳或线缆)束，该编织金属丝束例如以网格的形式布置，该网格被竖直叠加，然后经历滚压、成型或挤出。可以优化滚压、成型或挤出的工艺参数以便实现线缆恰当的嵌入金属板，从而将线缆牢固地锁入金属板，同时金属材料在线缆的外表面上流动而不在各个金属丝之间渗透。通过使用软钎焊或硬钎焊工艺可以实现线缆外表面和金属材料之间的焊接质量的改进。编织网层包含多个装有护套或未装有护套的金属丝绳，每个绳包含一个或多个金属丝。编织各个金属丝绳以便形成网格层，一些绳位于第一或Y方向，另一些绳位于第二或X方向。如果装有护套的话，护套由薄的金属层形成。生成的材料的阻尼性能的增加是由于在嵌入式线缆内的金属丝间的干摩擦，根据使用新材料的结构的动态载荷，该干摩擦在各个金属丝的表面之间形成。特别地，尽管由于低成本和实用性，圆形的横截面是优选的选择，但是金属绳的各个金属丝可以具有任意的横截面，同时各个绳显示出201MPa或更高的抗拉强度。根据本专利技术的金属绳的均匀布局的其它可行的示例包括但不限于这样的布局：其中，至少一个金属绳的或至少一个编织金属绳束的各个金属丝以缠绕或随机的方式布置的布局，各个绳和绳束以网格的形式或缠绕的形式相结合的布局，金属绳以不同长度的纤维的形式以随机或特定的模式取向的布局，以及这样的布局的组合。另外，可以布置可以是连续的形式或非连续的形式(例如纤维)以及这些形式的组合的金属丝绳以创建均匀或非均匀分布的具有预定尺寸和形状的所需的自定义标记，例如作为公司的标志或商标。当结合附图并根据以下优选实施例的具体说明，以上优点和其它的优点和特征将变得显而易见。附图说明为了更完整的理解本专利技术，现在对本专利技术的在附图中更加详细示出的和通过以下示例的方式描述的实施例作出参考，附图中：图1是根据本专利技术的一个实施例的层状金属阻尼材料的一部分的截面图，说明了上部的金属丝网层和下部的金属板；图2是根据本专利技术的另一实施例的层状金属阻尼材料的一部分的截面图，说明了上部和下部的金属丝网层以及下部的金属板；图3是根据本专利技术的又一实施例的类似于图1所示的实施例的层状金属材料但示出了金属丝网层的装有护套的金属丝的层状金属材料的一部分的截面图；图4是根据本专利技术的一个实施例的一部分所示的金属丝网层的俯视图；图5是根据本专利技术的另一个实施例的一部分所示的类似于图4所示的实施例但示出了装有护套的金属丝的金属丝网层的俯视图；图6是根据本专利技术的包括层状金属阻尼材料的示例性部件的透视图；图7A是根据本专利技术的非均匀布局的捆绑的金属丝的示例；图7B是根据本专利技术的均匀布局的捆绑的金属丝的示例；图8A是根据本专利技术的以缠绕形式布置的至少一个金属绳或编织金属绳束的各个金属丝的示例；图8B是根据本专利技术的以随机的形式布置的至少一个金属绳或编织金属绳束的各个金属丝的示例；图9A是根据本专利技术的以网格形式组合的各个绳和绳束的示例；图9B是根据本专利技术的以缠绕形式组合的各个绳索和绳束的示例；图10A是根据本专利技术的以具有不同长度的纤维形式随机取向的金属绳的示例；图10B是根据本专利技术的以具有不同长度的纤维形式以特定形式取向的金属绳的示例；图11A是具有预定尺寸和形状的非均匀分布的自定义标记的示例；图11B是具有预定尺寸和形状的均匀分布的自定义标记的示例；图12A是本专利技术的金属绳的独立的金属丝的横截面，其具有圆形形状的横截面；图12B是本专利技术的金属绳的独立的金属丝的横截面，其具有三角形形状的横截面；图12C是本专利技术的金属绳的独立的金属丝的横截面，其具有平行四边形形状的横截面；图12D是本专利技术的金属绳的独立的金属丝的横截面，其具有五边形形状的横截面；图12E是本专利技术的金属绳的独立的金属丝的横截面，其具有六边形形状的横截面；图12F是本专利技术的金属绳的独立的金属丝的横截面，其具有正方形形状的横截面；以及图12G是本专利技术的金属绳的独立的金属丝的横截面，其具有长方形形状的横截面。具体实施方式在以下附图中，相同的附图标记将用于表示相同的部件。在以下附图中，不同的操作参数和部件说明不同结构的实施例。这些具体的参数和部件包含在示例中但不意味着限制。所附的附图示出了本专利技术，在附图中示出了可供替换的实施例，包括：干摩擦阻尼、层状金属阻尼材料以及层状的金属阻尼材料的可行的应用，该干摩擦阻尼、层状金属阻尼材料包括：具有单层未装有护套的编织金属丝网的金属板，在两层未装有护套的编织金属丝之间的金属板，具有单个的后来装有护套的编织金属丝网的金属板。应当理解的是本专利技术的其它的变形是可行的，包括但不限于具有装有护套的和未装有护套的编织金属丝网层的组合的层状金属阻尼材料。参照图1，根据本专利技术的实施例的干摩擦阻尼、层状金属阻尼材料的一部分总体表示为10。层状金属阻尼材料10包括由捆绑的金属丝网12限定的上层和具有金属原材料14的下层。金属原材料14可以是任何一种适合于特定应用的金属材料。捆绑的金属丝网12包括多个独立的金属丝，该独立的金属丝被捆在一起形成在第一方向X上延伸的金属丝绳阵列16，以及在第二方向Y上延伸的金属丝绳阵列18，其中示出了单个的金属丝绳18。应当理解的是金属丝绳阵列16和金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于物品的干摩擦阻尼、层状阻尼材料，所述材料包含：金属基体，所述金属基体具有第一和第二侧面；编织网，所述编织网至少部分地嵌入所述基体的所述第一侧面，所述编织网包含由多个捆绑的金属丝形成的交织在一起的纵向和横向的绳阵列，由此所述金属丝相对于彼此的表面的滑动运动抑制了所述物品的共振。

【技术特征摘要】
2016.11.04 US 15/343,5051.一种用于物品的干摩擦阻尼、层状阻尼材料，所述材料包含：金属基体，所述金属基体具有第一和第二侧面；编织网，所述编织网至少部分地嵌入所述基体的所述第一侧面，所述编织网包含由多个捆绑的金属丝形成的交织在一起的纵向和横向的绳阵列，由此所述金属丝相对于彼此的表面的滑动运动抑制了所述物品的共振。2.根据权利要求1所述的用于物品的干摩擦阻尼、层状阻尼材料，其中至少一些所述绳具有外部护套。3.根据权利要求2所述的用于物品的干摩擦阻尼、层状阻尼材料，其中所述外部护套是金属。4.根据权利要求1所述的用于物品的干摩擦阻尼、层状阻尼材料，进一步包括与所述基体的所述第二侧面连接的第二编织网。5.根据权利要求4所述的用于物品的干摩擦阻尼、层状阻尼材料，其中所述第二编织网通过将所述第二编织网至少部分地嵌入所述基体的所述第二侧面而连接至所述基体的所述第二侧面。6.根据权利要求1所述的用于物品的干摩擦阻尼、层状阻尼材料，其中所述金属丝线性或螺旋地布置。7.一种用于物品的干摩擦阻尼、层状阻尼材料，所述材料包含：金属基体，所述金属基体具有第一和第二侧面；编织网，所述编织网至少部分地嵌入所述基体的所述第一侧面，所述编织网包含与横向金属绳阵列交织在一起的纵向金属绳阵列。8.根据权利要求7所述的用于物品的干摩擦阻尼、层状阻尼材料，其中至少一些所述金属绳包括单个金属丝。9.根据权利要求7所述的用于物品的干摩擦阻尼、层状阻尼材料，其中至少一些所述金属绳包括多个金属丝。10.根据权利要求9所述的用于物品的干摩擦阻尼、层状阻尼材料，其中所述多个金属丝线性地或螺旋地布置。11.根据权利要求7所述的用于物品的干摩擦阻尼、层状阻尼材料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤里·阿纳托利·卡佩恩科，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US