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NVH开发之车身阻尼
发布时间:2021-05-31 14:40:49 点击次数:904

阻尼原理:

阻尼,从减振的角度去讲可理解为耗损振动的能力。

物体在振动过程中,在外界阻尼作用下,其振幅逐渐降低,这种振幅随着时间推移越来越小的振动就属于阻尼耗散振动。

车身的阻尼减振降噪,就是利用阻尼材料的阻尼特性通过粘附在车身结构件上,来耗散车身结构件的能量,从而达到减振降噪的目的。

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02应用意义:

车身是由钣金件组成,其各个钣金件如地板、车顶、侧围、门盖等都有自己的共振频率,而且各不相同。

试图从所有频率上消除车身钣金件的振动是不现实的。

因此为减小钣金件的噪声辐射的手段要么是提升钣金件的刚度,使之不在关键频率点发生共振,要么就通过合理的添加阻尼垫来有效的减振。

另一方面:车身钣金件多为薄壁钢板结构,厚度大都分布在0.6-1.4mm不等,这种钣金件的损耗因子在0.0001-0.0006之间,显然自身不能达到减振降噪效果,故一般会采取铺设阻尼垫的方式进行减振降噪。


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03重要参数控制:

表明阻尼材料阻尼性能的参数较多,一般比较常用的是阻尼材料的弹性模量(或剪切模量)和阻尼损耗因子。这两个关键参数同时也受温度和频率的影响。图中可以看到三个明显不同的区域。


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第 1 个区域称为玻璃态区,这时阻尼材料的弹性模量 E′ 有最大值,且随温度 T 的变化其值变化很慢。而损耗因子β 值最小,但随温度 T 的上升其值增加最快。第 2 个区域称为玻璃态转变区,其特点为随温度 T 增加,弹性模量 E′ 很快下降,当温度达到 Tg 时,材料阻尼损耗因子β 出现最大值。第 3 个区域称为高弹态区或类橡胶态区,该区内 E`和β 都很低,且其值随温度 T 变化很小

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阻尼材料另一个阻尼特性是随频率 f 的变化而变化,如上图。

上图表明了某一频率下阻尼材料的弹性模量 E′ 和阻尼损耗因子β 随温度 T 变化的曲线。

在某一温度下,弹性模量 E`随频率 f 的增加始终呈增加趋势,而损耗因子β 在一定频率下有最大值。定性地从 E`曲线的形状来看,它正好与阻尼材料的温度特性相反。也就是说阻尼材料的低温特性对应于材料的高频特性,而高温特性对应于低频特性。这一现象是粘弹性材料特性的最重要的性质之一。

04阻尼选型:

一个良好的阻尼材料需要具有如下的特点:

1、具备良好的工艺特性,工艺简单。

2、要有合适的弹性模量区间

3、材料的损耗因子要尽可能的高,且高损耗因子下的温度要与实际车辆的环境温度相符。

4、良好的环保特性,比如无异味或减少有害气体的释放。

5、材料的耐久性等

05设计方法:

目前,汽车厂家常用的阻尼材料主要有三种:沥青类阻尼材料、橡胶类阻尼材料和液态阻尼材料。另外还有一种车身增强垫。其材料属性的不同在造就了他们不同的阻尼特性,并各有优缺点。

另外,在车身设计前期,我们应该如何设计阻尼垫,以及目前常用的设计阻尼垫的方法有哪些,将在下节继续阐述。同时也欢迎大家关注留言,一起探讨。


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