Страница 155

Механические конструкции из небольшого числа разнородных деталей относительно большой толщины (например, корпус судна) имеют коэффициент h » 3×10-3 при f < 500 Гц и h » 10-3 при f > 1000 Гц; металлические конструкции из относительно большого числа разнородных толстостенных деталей (например, двигатель) или малого числа тонкостенных деталей (например, корпус автомобиля) имеют коэффициент h » 10-2; металлические конструкции из относительно большого числа разнородных деталей малой толщины (небольшие сложные агрегаты) имеют h » 5×10-2 при f < 500 Гц и h » 10-2 при f > 1000 Гц.

Таблица 6.6.

Механические свойства и коэффициенты потерь

некоторых материалов

Материал

Модуль упругости, кН/мм2

Модуль сдвига, кН/мм2

Коэффициент Пуассона

Коэффициент потерь

Алюминий

Сталь

Свинец

Медь

Латунь

Цинк

Оргсгекло

72

200

17

125

95

13

5,6

27

77

6

45

36

5

-

0,36

0,31

0,43

0,35

0,33

0,33

-

<10-4

10-4….10-3

10-3…10-2

2×10-3

» 10-3

» 10-3

2×10-2

В настоящее время вибропоглощение осуществляется преимуще-^енно путем применения конструкционных материалов с повышенным значением коэффициента потерь и вибропоглощающих покрытий.

Конструкционные материалы с большим внутренним трением обычно создаются искусственно. В специальных сплавах коэффициент потерь может достигать значений 10-1...2×10-2: сплавы магния—0,3; сплавы меди —0,2; хайдаметы (сплавы Ni —Со, Со —Ti, Сu —Ni) —015; сплавы марганца 0,01—0,06; у капрона и текстолита коэффициент потерь соответственно равен 0,4 и 0,35. В качестве конструкционных материалов используют также высокомолекулярные соединения, у которых коэффициент потерь имеет порядок 10-2. Для полимеров типична сильная зависимость коэффициента потерь от температуры и частоты.

Перспективным в вибропоглощении является нанесение на колеблющиеся поверхности элементов конструкции высокоэффективных вибропоглощающих материалов. Они могут изготовляться на основе меди, свинца, олова, битумов и других материалов. Большое распространение получила многокомпонентная система на основе полимера, способного рассеивать механическую энергию в большом количестве при основных деформациях: растяжении, изгибе, сдвиге. Из других компонентов полимерной системы главными являются пластификаторы и наполнители. Пластификаторы (низкомолекулярные труднолетучие вещества, например, сложные эфиры, некоторые парафины и масла) придают полимеру требуемое сочетание свойств эластичности и пластичности. Наполнители (сажа, графит, слюда и др.) сообщают материалу необходимые эксплуатационные свойства; они могут, например, повысить его прочность, облегчить обработку, снизить стоимость и т. д. Вибропоглощающий материал выпускается промышленностью в отвержденном в виде листов и мастичном состояниях.

Листовой материал приклеивается к вибрирующей поверхности; мастику наносят методом штапелирования или напыления. В большинстве случаев вибропоглощающим материалом демпфируют изгиб-ные колебания конструкций типа пластин. При жестком наружном покрытии (рис. 6.37, а) поверхность 7 пластины накрывается слоем жесткого вибропоглощающего материала 2 Такое покрытие рассеивает энергию колебаний при своих продольных деформациях, имеющих характер растяжений — сжатий. Коэффициент потерь конструкции, демпфированной жестким покрытием:

где E21 = E2/E1 и h21 = h2/h1 — отношения соответственно модулей упругости и толщины (рис. 6.37, а), h2 — коэффициент потерь материала покрытия.