一种车用周期性阻尼结构及其减振降噪方法技术

本发明专利技术提供了一种车用周期性阻尼结构及其减振降噪方法，其结构是将多个阻尼片按一定相对间隔周期性粘贴于基板上，其减振降噪方法即周期性阻尼结构粘贴方法，需确定的参数包括阻尼片粘贴位置和阻尼片自身结构尺寸：阻尼片的长度、宽度、厚度和形状特点以及阻尼片间相对位置。阻尼片长度不超出所需减振部位尺寸，阻尼片宽度为１ｃｍ～１０ｃｍ，厚度为基板厚度的２～１０倍，阻尼片间相对间隔中心距为１０ｃｍ～５０ｃｍ，阻尼片个数≥三个周期。本发明专利技术依据声子晶体带隙机理，对车用阻尼材料的粘贴方法进行了创新，达到了更好的车辆减振降噪效果。本发明专利技术结构简单合理、易于加工成型、安装方便、成本低廉、使用寿命长、减振降噪效果明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于汽车NVH (噪 声Noise、振动Vibration和声振粗糙度Harshness)领域。
技术介绍
阻尼结构是指将阻尼材料与构件结合成一体以消耗振动量的结构。通常有如下几种基本的形式①自由阻尼层结构。即在振动构件的基层板上 牢固地粘合一层高内阻尼材料。这种结构的损失因数与阻尼层和基层板的 厚度比及其弹性模量比有关。阻尼层的厚度一般以基层板的厚度的1-4倍 为宜。②间隔阻尼层结构。是在阻尼层与基层板之间增加一层能承受较大 剪切力的间隔层(一般用刚性蜂窝结构)，目的是增加阻尼层的剪切变形。 (D约束阻尼层结构。是在自由阻尼层的外侧再粘附一种弹性模量很大的薄 层材料(如金属箔层)，外侧薄层对阻尼层起约束作用，以增加其剪切变形。 约束薄层、阻尼层与基层板的厚度比可以小到1: 1: 10。④间隔约束阻尼 层。即在约束层与金属板之间再加一层间隔层，使间隔阻尼层结构和约束 阻尼层结构二者的优点结合起来。除此之外，还有其他的结构形式，但基 本机理是相同的，共同的特点就是以最少的阻尼材料发挥尽可能大的阻尼 作用，以达到减轻结构重量和节约材料的目的。目前汽车行业车型减振降噪环节多安排在车体设计完成之后。在不改变车型设计和生产工艺的情况下，大多使用阻尼减振降噪的方式。传统应用中，对阻尼 的粘贴方式缺乏科学研究和理论创新， 一味使用整块大面积粘贴的方式,虽取得 一定效果但其降噪效果还有待改进提高。专利CN200610012923.4中提到在构件本体表面连续或间隔地固定设置带有 凹凸结构的连接体，连接体与带有相对应的凸凹结构的约束体相互配合，连接体 与约束体之间设置阻尼材料。该专利虽有效的扩大了阻尼材料承受剪切变形工作 的面积，但结构上使用了连接体、阻尼层、约束层三层结构，同时还必须在连接 体和约束体上设置凸棱，结构相对复杂，给加工带来不便同时提高了成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，它依据 声子晶体带隙机理，专利技术了新型车用周期性阻尼结构，对车用阻尼材料的粘贴方 法进行了创新，达到了更好的车辆减振降噪效果，且结构简单合理、易于加工成 型、安装方便、成本低廉和使用寿命长。该周期性阻尼结构主要应用于车身的基 板减振，通过降低车身振动达到降噪的目的。本专利技术的技术方案是 一种车用周期性阻尼结构，包括基板和阻尼片，其特 征在于多个阻尼片按一定相对间隔周期性粘贴于基板上；阻尼片长度不超出所 需减振部位尺寸，阻尼片宽度为lcm 10cm，厚度为基板厚度的2 10倍，阻尼 片间相对间隔中心距为10cm 50cm，周期数》三个。如上所述的车用周期性阻尼结构，其特征在于各阻尼片间相对间隔相同。一种车用周期性阻尼结构的减振降噪方法，其特征在于即周期性阻尼结构粘贴方法，将阻尼片成周期性粘贴在基板上，阻尼片粘贴位置根据噪声源诊断方法得出；阻尼片的宽度、厚度及阻尼片之间相对间隔，根据阻尼材料性质、所需 减振的车身基板参数和声子晶体带隙机理确定；阻尼片长度、宽度和形状特点适 合所需减振部位的尺寸大小，阻尼片长度不超出减振部位尺寸。如上所述的车用周期性阻尼结构的减振降噪方法，其特征在于阻尼片粘贴 在发出振动的部位。如上所述的车用周期性阻尼结构的减振降噪方法，其特征在于阻尼片宽度、 厚度、阻尼片之间相对位置由阻尼片弹性系数、密度，所需减振部位的弹性系数、 材料密度、宽度、厚度，以及所要求的弹性波带隙的频率范围这些参数综合确定。如上所述的车用周期性阻尼结构的减振降噪方法，其特征在于在确定阻尼 片的宽度、厚度和阻尼片之间相对位置后，周期数越多，减振降噪效果越好。本专利技术的有益效果是本专利技术依据声子晶体带隙机理，专利技术了新型车用周期 性阻尼结构，对车用阻尼材料的粘贴方法进行了创新，以达到更好的车辆减振降 噪效果。周期性阻尼结构主要应用于车身的基板(薄板)减振，通过降低车身振 动达到降噪的目的。在周期性阻尼结构中，阻尼材料呈周期性片状结构，具有结 构简单合理、易于加工成型、安装方便、成本低廉、使用寿命长、减振降噪效果 明显等优点，在具有阻尼材料减振性能的同时具有类似声子晶体材料的弹性波带隙特性，即理论上在无限周期数的周期性阻尼结构中带隙频率范围内弹性波的传 播将被禁止，在实际有限周期数的周期性阻尼结构应用中带隙频率范围内弹性波 的传播将受到强烈的抑制。此周期性阻尼结构将在不改动车身结构设计的前提下 为各车型的减振降噪提供有效的解决方法。附图说明图1是本专利技术实施例周期性阻尼结构的俯视图与剖面图。 图2是基板减振特性实验测试系统示意图。图3是本专利技术实施例1五周期的周期性阻尼结构金属基板结构示意图。 图4是本专利技术实施例1中基板在1 5周期时阻尼结构振动传输频响函数示意图。 图5是本专利技术实施例4车身后地板减振应用结构示意图。 图6是本专利技术实施例车内噪声测试模型示意图。具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。图1中标记的说明a-宽度，d-长度，t-厚度，A-基板长度，B-基板宽度， h-基板厚度，l-基板，2-阻尼片。图2中标记的说明3-4560型加速度传感器，4-激振器，5-功率放大器，6-3560B分析仪，7-计算机测试软件。图6中标记的说明8-发动机，9-7702型声级计，10-车身，11-笔记本电脑 和3560B分析仪。如图1所示，本专利技术实施例车用周期性阻尼结构中阻尼材料呈片状周期性排 列，即将多个阻尼片2按一定相对间隔周期性粘贴于基板1上。阻尼片2粘贴位 置可根据噪声源诊断方法得出(即粘贴在发出振动的部位)。同时，阻尼片自身 结构形状尺寸长度d、宽度a和形状特点应适合所应用部位的尺寸大小。阻尼片 长度d由所需减振部位(如基板l)的尺寸决定，即长度不可能超出减振部位尺 寸。基板l是指需要减振降噪的本体结构。阻尼片宽度a、厚度t和阻尼片之间相对位置，根据阻尼材料性质、所需减 振的车身基板参数和声子晶体带隙机理确定。阻尼片之间相对位置包括两阻尼片之间的横向距离。两阻尼片之间相对位置，可以根据阻尼材料性质和声子晶体带 隙机理以及基板1的具体结构、物理性质及尺寸确定，其中基板1的尺寸包括-基板长度A、宽度B、厚度h。阻尼片宽度a、厚度t、阻尼片之间相对位置由阻尼片2弹性系数、密度， 所需减振部位(如基板l)的弹性系数、材料密度、厚度，以及所要求的弹性波 带隙的频率范围这些参数综合确定，根据这些参数的变化，其阻尼片宽度a、厚度t、阻尼片之间相对间隔会相应变化。阻尼片宽度a的范围为lcm 10cm，厚 度t应为薄板厚度h的2~10倍，其相对间隔中心距为10cm 50cm。周期数(阻尼片个数)理论上，无限周期数的周期性阻尼材料中带隙范围 内的弹性波的传递时完全禁止的，在实际应用中，因所需减振部位的尺寸不可能 无限大，所以阻尼结构的周期数是有限的，在确定宽度a、厚度t、阻尼片之间 相对位置后，周期数越多，减振降噪效果越好，周期数最少不得低于三个周期。声子晶体带隙机理声子晶体是由两种或两种以上弹性介质组成的具有周期 结构和弹性波带隙特性的功能材料或结构。弹性波在声子晶体中传播时，受其内 部周期结构的作用，形成特殊的色散关系(也称带结构)，色散关系曲线之间的 频率范围称为带隙。理论上，带隙频率范围的弹性波传播被抑制，而其它频率范 围(称为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用周期性阻尼结构，包括基板和阻尼片，其特征在于：多个阻尼片按一定相对间隔周期性粘贴于基板上；阻尼片长度不超出所需减振部位尺寸，阻尼片宽度为１ｃｍ～１０ｃｍ，厚度为基板厚度的２～１０倍，阻尼片间相对间隔中心距为１０ｃｍ～５０ｃｍ，周期数≥三个。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈源，周明刚，黄涛，周敬东，孙国栋，张铮，陈辉，张三强，周小强，戚得众，王元芳，余艳艳，黄英，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]