作为一种特殊的结构功能金属材料,阻尼合金被广泛应用于西方国家的海军舰艇以及陆军装甲车辆的减振降噪。这种材料最大的特点是能够利用其内部特有的耗能机制,实现振动机械能向热能的转化。又由于具有跟普通碳钢类似的高强度和塑性,这类材料可用于制造一些关键的结构件,而不必像高分子阻尼材料那样依附在其他结构上。
1.电机减振垫片技术。电机的振动噪声在机械领域普遍存在,被认为是评价电机品质的一个重要指标。电机内部结构复杂,转子不平衡、定子中心不准确和定转子气隙不均匀等因素都会导致电机振动加剧。其次,电机垫板多为碳钢材质,阻尼系数偏低、刚度较大。电机运行产生的振动能量常常通过结构强度较高的垫板进行传递,尤其是电机在高速运转时,振动和噪声往往难以得到有效控制。而伍先俊、刘敏等人对电机振动噪声的研究均表明,提高电机的结构阻尼,是降低电机振动的一条有效途径。通过结构优化,以阻尼合金垫板在第一阶和第二阶的表现明显优于碳钢垫板。第一阶振幅减小了19%,第二阶振幅减小了9%。其结果见图2所示。
图1 振动加速度测试原理图及实验结果
2.列车制动啸叫控制技术。汽车及列车制动系统噪声的研究始于上世纪70年代,目前国际上技术特点表现在三个方面:1)优化摩擦副的相互作用。例如,通过摩擦系数的调整,使制动系统可能发生尖叫噪声的频率个数减少。2)优化制动系统的基本结构。例如,日本新干线采取改进制动盘冷却片形状,降低制动系统发生气动噪声,达到了9dB效果。3)采取阻尼的方法。例如,通过增加制动系统的阻尼,避免制动背板和制动盘等零部件发生共振。
课题组采用阻尼合金技术对制动系统噪声实现了有效控制。测试平台见图所示。通过加速度传感器和声测试系统分析,系统振动和噪声获得了大幅降低。其中,系统1阶和2阶频率的噪声声强降低幅度约为60dB。
知识产权情况: 已拥有专利,并掌握核心技术。
技术水平:国内先进。
技术成熟度: 熟化阶段。
团队(或成果完成人)简介:材料学院胥永刚教授课题组研制的阻尼合金的加工性能优异,可以通过如下加工方法制备各种零部件:铸造、锻造、轧制、模锻、拉拔、切割、钻孔、磨粉、焊接、钎焊、电镀等。所制备的零部件可以有各种形状:铸件、板件、片状、棒状、箔、线、盘卷、螺旋、螺栓螺母、垫圈、管、粉末等。
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