复合材料结构的界面振动能量传递损耗研究

机床在工作过程中会产生振动,严重影响机床的加工精度,需要有一种新型高阻尼材料来代替传统的机床床身材料,为此,对不同骨料厚度的树脂与骨料复合结构的界面振动能量传递损耗进行了研究。首先,结合应力波理论,构建了树脂、骨料以及树脂与骨料复合材料的数学模型和应力波能量计算方法;然后,通过两端自由摆锤冲击实验,测得了应力波输出端试件截面质点的振动位移曲线,基于振动位移曲线拟合得到了模型的参数;最后,利用平面简谐波传播的衰减系数,对输入端截面质点的振动位移曲线进行了指数放大,得到了输入端质点的振动位移曲线;通过应力波输出端和输入端试件截面质点振动位移曲线,计算得到了应力波传播的能量损耗。研究结果表明:随着骨料厚度的增加,复合材料的界面振动能量传递损耗先增大后减小,当骨料含量在25%~50%之间时,复合材料界面振动能量传递损耗较高;因此,在实际制备高阻尼、减振良好的树脂矿物复合材料时,骨料系统占整体的体积含量应该尽可能控制在25%~50%之间。