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20世纪50年代以来,先后研制出各种类型阻尼合金。按阻尼机理可分为:
①变晶型。锰铜合金和镍钛合金最突出,主要牌号有Sonostone(54Mn–37Cu–4Al–3Fe–2Ni)、Incramite(40%~48%Mn,1.4%~2.25%Al,余量为铜)及Abpopa等,其强度σb为540~700兆帕,延伸率为20%~40%,阻尼指数为20%~40%,但其使用温度一般低于80℃,而且冷热加工性能较差。镍钛合金的σb达800兆帕,延伸率约为60%,阻尼指数为40%。且具有良好的耐磨性和耐蚀性,但加工性较差。
②铁磁性型。其阻尼效果主要依靠磁畴壁在交变应力作用下的不可逆移动,导致磁–机械滞后而损耗能量。主要有铁基和钴镍基两类型,使用温度分别为300℃和500℃以上。前者主要牌号有Silentalloy(Fe–12Cr–3Al)、Trangalloy(Fe–12Cr–1.36Al–0.59Mn)及Gentalloy(Fe–12Cr–3Mo),其σb为400~500兆帕,延伸率为25%以上,阻尼指数大于25%,已用于重型机械的支座和齿轮、真空泵的旋转部件及船舶螺旋桨等。
③位错型。由于在外力作用下位错的不可逆移动。导致合金高阻尼。主要为镁及其合金。
④复相型。含有两相以上的组织。在振动应力作用下,软质第二相与处于弹性行为的基体界面或第二相晶内产生局部塑性变形,导致振动能消耗掉,如铸铁和铝锌合金。⑤复合型。高阻尼的高分子物质与金属板的复合材料。
阻尼合金,能迅速将振动能量转变成热能而迅速衰减的功能材料。1920年前后,FeCr12Ni铁素体不锈钢作为阻尼合金,首次在轮机叶片方面得到应用。
阻尼就是使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用。在土木、机械、航天等领域是结构动力学的一个重要概念,指阻尼系数与临界阻尼系数之比,表达结构体标准化的阻尼大小。对于小阻尼情况:1) 阻尼比可以用定义来计...
1. 铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。 主要优点就是价廉物美。2. 镁合金散热好、质量轻、刚性...
复合金属阻尼器减震分析
中国检验检疫科学研究院特殊实验楼有三级动物实验室,地震作用较大。设置复合金属阻尼器后,结构的位移角和基底剪力有所减小。
新型Zn-22Al合金阻尼器的减震性能分析
根据Zn-22Al合金板平面内受力可提高初始刚度,通过改变合金板平面几何形状来提高屈服耗能能力的思想,提出一种可通过同时产生弯曲变形和剪切变形来实现耗能的新型Zn-22Al合金阻尼器,并利用有限元软件ANSYS对其进行数值模拟分析,计算结果表明这种阻尼器初始刚度较大,滞回曲线饱满、耗能效果好。在此基础上,对安装与未安装该种阻尼器的钢框架结构进行多遇和罕遇地震作用下的动力有限元模拟计算,从位移反应、加速度反应、层间位移角、柱底剪力4个方面对上述2种框架结构的计算结果进行比较分析,结果表明该阻尼器对结构具有明显的减震效果,是一种有效的耗能减震装置。
锰铜高阻尼合金是指以Mn-Cu二元合金为基加入Al、Ni、Fe等合金元素的高阻尼合金 。
铝锌高阻尼合金是指Al-Zn二元合金为基加Ti、Zr、RE等合金元素的高阻尼合金,如ZDA系列 。
其阻尼机制主要是合金经热处理,完成马氏体相变后,马氏体相内部的微孪晶界面及马氏体与母相之间的相界面在振动交变应力作用下产生移动,将振动能转化为热能,从而实现减振降噪效果。
具有阻尼效应的铜合金主要有锰铜合金,属于孪晶型合金材料。其阻尼产生的机理是,合金通过热处理在高温缓冷过程中,因尼耳转变和类马氏体相变而产生大量的高密度孪晶亚结构,在外部应力的作用下,由于显微孪晶界的移动和磁矩的偏转而吸收外部能量,从而使应力松弛,起到较好的减振、降噪效应。 阻尼铜合金国内研制的不多,只有少数的几种合金牌号,美国和英国研制开发较早,合金品种也较多。