基底层阻尼对悬臂梁弯曲共振法测量结果的影响分析

研究了悬臂梁弯曲共振法自由阻尼结构试件基底层阻尼对粘弹性材料动态性能参数测量结果的影响,对经典测量理论进行了改进,理论仿真及实验数据表明该工作是非常有意义的。在此基础上,提出在考虑基底层阻尼影响的前提下,通过选用合适的基底材料,结合试件设计技术,可以突破相关标准的限制,实现用自由阻尼结构试件测量较软粘弹性材料的动态性能参数。

共振梁法测量材料阻尼适用性的理论与试验研究

基于复刚度法,建立了计入基底层阻尼的理论模型,得到了共振梁法经典公式误差的理论表达式。通过数值仿真,分析了主要影响因素对误差的影响规律,并分别使用钢和有机玻璃基底,测量了聚氨酯橡胶的损耗因子,对分析结果进行了试验验证。理论与试验结果的一致性表明:共振梁法测量材料阻尼时,经典公式忽略了基底层阻尼,可能导致较大误差。阻尼层与基底层损耗因子比、模量比和厚度比越小,忽略基底层阻尼导致的误差越大。其中模量比和厚度比的影响又可由复合梁与基底梁的弯曲刚度比反映,并且弯曲刚度比越小,误差越大。对于钢基底,当阻尼层损耗因子大于0.1,且复合梁与基底梁的弯曲刚度比大于1.1时,基底层阻尼可以忽略;对于有机玻璃基底,基底层阻尼一般不能忽略。