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原文传递粘弹性阻尼材料及其多层约束阻尼结构性能研究

论文题名：	粘弹性阻尼材料及其多层约束阻尼结构性能研究
关键词：	地铁工程;粘弹性阻尼材料;约束阻尼结构;阻尼性能;最佳阻尼层数
摘要：	约束阻尼结构具有很强的减振降噪能力，尤其是以新型的高分子阻尼材料为阻尼层的约束阻尼结构。目前，主要的研究成果以及应用均以单层约束阻尼结构为主，在某些特殊的工程中，单层约束阻尼结构往往难以满足需求，所以，对多层约束阻尼结构减振降噪性能的研究是十分有必要的。　　以青岛地铁试验段为背景对粘弹性阻尼材料及其多层约束阻尼结构进行研究。具体得出如下的实验结论: 　　(1)首先研究了阻尼材料的密度、干燥时间、固含量、力学性能、硬度以及动态力学性能。研究结果表明:本文用粘弹性阻尼材料密度为0.9652;凝胶时间为170.7s，表干时间为13.3min，实干时间为32min;固含量高达94.06％;材料的拉伸性能随着养护天数的增加逐渐增长最终稳定在7.62Mpa左右;断裂伸长率随着养护天数的增加逐渐降低，并且最终稳定在358％左右;硬度随着养护天数的增加逐渐增大，15天后基本稳定在A57左右。　　在频率一定的条件下，粘弹性阻尼材料的储能模量随着温度的增加逐渐减小;温度一定时，材料的储能模量随着频率的增加逐渐增加，材料的损耗因子随着温度的增加先增加后减小，且在温度和频率的共同影响下材料的损耗因子峰值的出现位置不同。　　(2)其次，通过对多层约束阻尼瓷砖板进行试验研究，利用Dasp分析软件中的自谱分析模块、倍程频谱分析模块以及时域分析模块，对比分析了不同层数的约束阻尼结构的阻尼性能。研究结果表明:随着结构由无阻尼到1层、3层、7层的增加，复合损耗因子逐渐增加，但增加幅度逐渐减小，依次为0.054、0.052、0.037，达到3层后，损耗因子增加幅度明显减小。振动加速度总级值随着阻尼层数的增加逐渐减小，依次为142.20、134.49、131.06、128.83，达到3层后，增加幅度明显变小。综合分析结果，本文认为3层阻尼层为理想层数。　　(3)通过试验，对多层约束阻尼结构与单层约束阻尼结构性能进行了对比研究。研究结果表明:同样厚度的阻尼材料，3层1mm阻尼层约束阻尼结构相比于1层3mm阻尼层约束阻尼结构，一阶复合损耗因子增加0.039，振动加速度级减小1.64dB;7层1mm阻尼层约束阻尼结构相比于1层7mm阻尼层约束阻尼结构，一阶复合损耗因子增加0.051，振动加速度级减小4.63dB。因此，多层约束阻尼结构的阻尼性能优于单层约束阻尼结构。　　(4)最后，通过对阻尼墙与混凝土墙进行实验研究，并利用Dasp分析软件中的倍程频谱分析模块以及时域分析模块，对阻尼墙与混凝土墙以及阻尼墙随着层数变化时的阻尼性能进行了对比研究。研究结果表明，阻尼墙的损耗因子要明显高于混凝土墙。以各层损耗因子的平均值作为评判标准，阻尼墙各层一阶损耗因子的平均值为0.197，混凝土墙各层一阶损耗因子为0.143，相比于混凝土墙，阻尼墙一阶损耗因子整体增加了0.054。与混凝土墙相比，阻尼墙一层振动加速度总级值下降2.75dB、二层总级值下降12.38 dB、三层总级值下降6.32 dB、七层下降6.67 dB。　　阻尼墙以右侧各层的振动加速度总级值为例，右侧一、三、五、七层的振动加速度总级值依次下降10.02dB、1.5dB、0.55dB。阻尼墙的衰减时间要小于混凝土墙，各层的振动幅值均低于混凝土墙，且随着阻尼层数的增加阻尼墙的衰减时间也逐渐减小。　　基于以上实验研究，得到多层约束阻尼结构与单层约束阻尼结构的性能差异，确定了多层约束阻尼结构的最佳阻尼层数，为多层约束阻尼结构在实际中的应用提供了基础数据和理论支持。
作者：	何鑫
专业：	结构工程
导师：	吕平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	青岛理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文