Научная статья на тему 'Об эффективности вибропоглощающих покрытий'

Об эффективности вибропоглощающих покрытий Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
1
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Noise Theory and Practice
Ключевые слова
вибрация / шумоизлучение / коэффициент потерь / вибропоглащающее покрытие / эффективность вибропоглощения / vibration / noise emission / loss coefficient / vibration absorbing coating / vibration absorption efficiency

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Кирпичников В. Ю., Малинин И. О., Олейников А. Ю.

Дан краткий обзор основных видов вибропоглощающих покрытий. Изложены способы определения значений коэффициента потерь (п) колебательной энергии в пластинах с мягкими, жесткими и армированными вибропоглощающими покрытиями, приведены соотношения для определения соответствующих характеристик для разных видов ВПП. Рассмотрены особенности вибродемпфирующей эффективности современных покрытий. Предложены пути устранения негативного влияния для мягкого вибропоглощающего покрытия, проявляющегося в некоторых случаях. Определнены условия достижения наибольших значений п для жестких вибропоглощающих покрытий, а также технологические особенности нанесения жестких покрытий. Сделан вывод о различном влиянии массовых параметров армированного типа ВПП на его эффективность в различных диапазонах значений д и дх. Приведены условия получения необходимой эффективности для армированного вибропоглощающего покрытия

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Кирпичников В. Ю., Малинин И. О., Олейников А. Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The effectiveness of vibration-absorbing coatings

A brief overview of the main types of vibration-absorbing coatings is given. Methods for determining the values of the loss coefficient (n) of vibrational energy in plates with soft, hard and reinforced vibrationabsorbing coatings are outlined, and relationships are given for determining the corresponding characteristics for different types of airfoils. The features of the vibration-damping efficiency of modern coatings are considered. Ways have been proposed to eliminate the negative impact of a soft vibration-absorbing coating, which appears in some cases. The conditions for achieving the highest values of n for rigid vibration-absorbing coatings have been determined, as well as technological features of applying bard coatings. A conclusion is made about the different influence of the mass parameters of a reinforced runway type on its efficiency in different ranges of values of д and д\. Conditions for obtaining maximum efficiency, for reinforced vibration-absorbing coating

Текст научной работы на тему «Об эффективности вибропоглощающих покрытий»

УДК: 628.517.4. 699.842 OECD: 2.03 PU

Об эффективности вибропоглощающих покрытий

Кирпичников В.Ю.1, Малинин И.О.2, Олейников А.Ю.3* 1 Д.т.н., профессор, 2 Старший инженер, 3 К.т.н., доцент, 1,2 ФГУП «Крыловекий государственный научный центр», г. Санкт-Петербург, РФ 1,3 Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, г. Санкт-Петербург, РФ

Аннотация

Дан краткий обзор основных видов вибропоглощающих покрытий. Изложены способы определения значений коэффициента потерь (п) колебательной энергии в пластинах с мягкими, жесткими и армированными вибропоглощающими покрытиями, приведены соотношения для определения соответствующих характеристик для разных видов ВПП. Рассмотрены особенности вибродемпфирующей эффективности современных покрытий. Предложены пути устранения негативного влияния для мягкого вибропоглощающего покрытия, проявляющегося в некоторых случаях. Определнены условия достижения наибольших значений п для жестких вибропоглощающих покрытий, а также технологические особенности нанесения жестких покрытий. Сделан вывод о различном влиянии массовых параметров армированного типа ВПП па его эффективность в различных диапазонах значений ^ и Приведены условия получения необходимой эффективности для армированного вибропоглощающего покрытия.

Ключевые слова: вибрация, шумоизлучение, коэффициент потерь, вибропоглащаюгцее покрытие, эффективность вибропоглощения.

The effectiveness of vibration-absorbing coatings

Kirpichnikov V.Yu.1, Malinin I.O. 2, Oleinikov A.Yu.3* 1 DSc, Professor, 2 Senior Engineer, 3 PhD, Associate Professor,

1,2 Federal State Unitary Enterprise 'Krylov State Scientific Center', St. Petersburg, Russia 1,3 Baltic State Technical University 'VOENMEH', St. Petersburg, Russia

Abstract

A brief overview of the main types of vibration-absorbing coatings is given. Methods for determining the values of the loss coefficient (n) of vibrational energy in plates with soft, hard and reinforced vibration-absorbing coatings are outlined, and relationships are given for determining the corresponding characteristics for different types of airfoils. The features of the vibration-damping efficiency of modern coatings are considered. Ways have been proposed to eliminate the negative impact of a soft vibration-absorbing coating, which appears in some cases. The conditions for achieving the highest values of n for rigid vibration-absorbing coatings have been determined, as well as technological features of applying hard coatings. A conclusion is made about the different influence of the mass parameters of a reinforced runway type on its efficiency in different ranges of values of ^ and Conditions for obtaining maximum efficiency, for reinforced vibration-absorbing coating.

Keywords: vibration, noise emission, loss coefficient, vibration absorbing coating, vibration absorption efficiency.

E-mail: [email protected] (Олейников А.Ю.)

Введение

Одним из основных направлений снижения уровней вибрации и шумоизлучения инженерных конструкций различного рода является облицовка их пластинчатых элементов (далее - пластин) вибропоглощающим покрытием (ВПП),

Различают три основных типа ВПП: мягкие, жесткие и армированные. Отличительными особенностями ВПП являются конструктивное оформление и неодинаковый характер деформации вязкоупругих материалов, возникающей при их вибросмещениях под действием колебаний демпфируемой пластины. Конструкция и физические основы вибродемпфирования современных ВПП описаны во многих работах, например в [1, 2],

1. Краткий обзор основных видов вибропоглощающих покрытий

Мягкие ВПП состоят из одного или нескольких слоев вязкоупругого материала (преимущественно резины с малыми значениями динамических модулей упругости и сдвига), в котором на частотах работоспособности ВПП возникают волновые процессы, распространяющиеся в направлении толщины материала.

Жесткие покрытия содержат преимущественно один слой вязкоупругого материала в виде пластмассы, наносимой в жидкообразном состоянии на поверхность демпфируемой пластины. Деформация пластмассы связана с ее сжатием (растяжением) в направлении плоскости пластины.

Армированные вибропоглощающие покрытия (АВП) простейшей конструкции представляют собой диссипативный слой вязкоупругого материала, одна из поверхностей которого соединена с армирующим слоем из жесткого материала (металл, стеклопластик), а другая - с поверхностью демпфируемой пластины. При ее изгибе в вязкоупругом материале (мягкая резина, полимеры) из-за тормозящего действия его колебаниям армирующего слоя возникают деформации сдвига, за счет которых и происходит поглощение вибрационной энергии,

В общем случае можно считать, что установка любого типа ВПП на возбуждаемую усилием пластину приводит к изменению ее инерционной, жесткостной и диссипативной характеристик и как следствие - вибрационного отклика конструкции на действие усилия. При этом в зависимости от параметров пластины и покрытия, а также от частоты возбуждения этот отклик может быть и слабым и достаточно заметным, выраженным как уменьшением, так, в некоторых случаях, и ростом уровней вибрации. Соответствующие изменения этих уровней характеризуют положительную или отрицательную эффективности ВПП,

Важнейшим параметром, определяющим эффективность покрытия (Э, дБ), является коэффициент потерь п колебательной энергии в задемпфированной пластине. Действительно, при малом или нулевом изменении покрытием потерь колебательной энергии в пластине его эффективность Э = N ¡д(п/по), дБ, оказывается невысокой или равной нулю (по - коэффициент потерь в конструкции без покрытия).

Точность задания значений п0 и П оказывает непосредственное влияние на погрешность расчетов уровней вибрации и шумоизлучения пластинчатых элементов конструкций. Завышение потерь колебательной энергии при наличии ВПП может привести к занижению расчетных и, как следствие, к превышению достигнутых уровней вибрации и шума над их предельно допустимыми величинами.

С учетом сказанного «надежность» информации о значениях коэффициентов потерь по и п имеет принципиальное значение для выполнения требований, предъявляемых к виброшумовым параметрам, и разработки мероприятий по уменьшению вибрации и шума,

по

например, в работах |3, 4|,

п

особенностями вибродемпфирующей эффективности современных ВПП, Рассмотрен диапазон низких и средних звуковых частот, в котором, как правило, возникают наибольшие трудности снижения вибрации и шума,

2. Мягкие вибропоглощающие покрытия

п

мягким ВПП приведена па рис, 1,

Зависимость содержит два следующих частотных диапазона:

п

- диапазон с резонансными и аптирезопапепыми частотами упругих колебаний покрытия в направлении толщины.

Рис. 1. Частотная зависимость коэффициента потерь пластины с мягким

виброноглощающим покрытием

п

на низшей резонансной частоте fp = с2/4Л2 колебаний покрытия (с2 - скорость распространения упругих колебаний в покрытии, к2 - его толщина), на которой в направлении толщины укладывается одна четвертая часть длины его упругой волны. п

П

П2

1 + 1,23^12 П2

(1)

где _ коэффициент потерь материала покрытия, ^12 = Ш1/т2 (т1 = р1Н1 - масса единицы площади пластины толщиной к1 с плотностью материала р1 ; т2 = р2к2 - масса единицы площади ВПП),

Из формулы (1) видно, что максимальное значение п не может быть больше коэффициента потерь в материале покрытия щ- Равенство п значению п2 достигается только при малых величинах как так и ^12, соответствующего невыполнимому для большинства инженерных конструкций условию т2 > т1.

Выражение (1) получено без учета резонансных колебаний динамической системы «пластина-покрытие». Их влияние на эффективность мягкого покрытия исследовано в работе |5|, В частотных зависимостях эффективности типовых покрытий на сравнительно топких (3-6 мм) стальных пластинах выявлен, в частности, диапазон отрицательной эффективности покрытий, в котором они увеличивают шумоизлучение вибрирующих пластин.

-г------

5 fO1 2J 3 U

— расчет; • - эксперимент

Рис. 2. Шумозаглушающая эффективность конструкции, состоящей из стального листа h = 5 • 10-3 м и покрытия с параметрами M = 9,9 кг/м2, р2с2 = 1,86 • 104 кг/с^м2

В качестве примера па рис. 2 приведены расчетная и экспериментальная частотные характеристики шумозаглушающей эффективности покрытия с массой единицы площади m2 = 9,9 кг/м2 и волновым сопротивлением р2с2 = 1,86 • 104 кг/с^м2, установленного па находящуюся в воде стальную пластину толщиной 5 мм. На рисунке видны расчетные значения как верхней граничной частоты (/к = 209 Гц) указанного диапазона, так и частоты с наибольшим отрицательным значением эффективности /min = 145 Гц).

Вычисления этих частот выполнены с использованием следующих приближенных формул |5|

/ = 0,55 ^ m2

1 +

m,2 4m 1

1 +

m2 6mi

1+

3m2 8mi

1/2

1/2

(2)

/„,., = 0,281 + ^ - + (l + p)} "I"2. (3)

m2 I 2mi dm^ 4mi J I

Влияние резонансных упругих колебаний мягкого покрытия (m2 = 76,8 кг/м2, р2с2 = 1,51 • 105 кг/с^м2) на его вибродемпфирующую эффективность при установке на толстолистовую (h1 = 0,055 м) стальную пластину в воздухе исследовалось в работе [6], Расчетные значения частот /к и /min оказались равными 184 и 31 Гц, Отрицательная эффективность покрытия была подтверждена измерениями вибрации пластины при ее возбуждении сосредоточенным усилием. Типичные узкополосные (А/ = 1 Гц) спектры входной вибровозбудимости A/F, дБ, пластины при отсутствии и наличии покрытия приведены на рис, 3,

Обращаясь к рисунку, видим, что установка покрытия на пластину привела к существенному (более 14 дБ) уменьшению уровней ее вибрации па резонансных частотах

A/F

изменения. Во всем частотном диапазоне измерений был зарегистрирован рост уровней вибрации па перезопапепых частотах. Следствием этого являлось наличие большого числа третьоктавпых полос с нулевым или отрицательным влиянием покрытия па вибровозбудимость пластины.

120 110 100 90 80 70 60 50 40

дБотн. Ю^м/ст!

952 ? 1163 SO 41 S4

m 46S 1 596 l ;; 'd 1405 1421

347 1 ■;498 i 4, ijé ; Ш i , 778 os < ' 'l & I

15 9 L J | l a ; ; " .•л'У i £ 4 ' ¡7 л: u к №

t Я9 9 " h j ihi Щ Vsj îAi^ yfifVI IPHlfyirK Id ^ ■ k ■ hi 1

I JT 1L m i и /■ * , ' ' '. П?! i j 1 1 , i ■ ï-" i fi( ■ i i. 11 ■ il t ■

w' L 4 fr î p l 1 i 1 1 I

: :

200 400 600 300 1000 1200 1400 1600

Частота, Гц

Рис. 3. Узконолоеные спектры входной вибровозбудимости пластины без покрытия (1) и

с покрытием (2)

Типичный спектр разницы А, дБ, третьоктавных уровней входной вибровозбудимости толстолистовой пластины без покрытия и с покрытием приведен па рис, 4, Точками па рисунке обозначены экспериментальные значения шумозаглушающей эффективности покрытия на пластине толщиной 6 мм |5|, Видим, что при установке покрытия как па топкую, так и па более толстую пластины в частотных зависимостях А

увеличению вибрации и шумоизлучения демпфируемой пластины.

В работе |6| сделан вывод, что наиболее вероятной причиной отрицательной эффективности мягкого покрытия является возникновение в его .цистах резонансных колебаний и их обратное влияние на вибрационные процессы в демпфируемой пластине. Об этом косвенно свидетельствует, в частности, нахождение в соответствующем диапазоне всех расчетных значений резонансных частот квазиизгибных (23 Гц), продольных (157 и 196 Гц) и сдвиговых (91 и 114 Гц) колебаний .циста покрытия. Увеличение покрытием колебаний пластины связано с отражениями упругих воли от кромок .циста при малых потерях в нем колебательной энергии с последующим воздействием резонансной вибрации .циста на пластину. На аналогичное большое влияние отражений упругих воли от границ амортизаторов в сравнении с их поглощением в амортизаторах на их низшей резонансной частоте с отрицательной эффективностью указывалось в работе |7|,

Л. дБ

-20

20 31,5 50 80 125 200 315 500 300 1250

Частота, Гц

Рис. 4. Разница третьоктавных уровней вибровозбудимости пластины без покрытия и с покрытием. Точками обозначены значения шумозаглушающей эффективности покрытия

на пластине толщиной 6 мм

Негативное влияние мягкого ВПП на вибрации демпфируемой пластины может быть устранено увеличением потерь колебательной энергии как непосредственно в покрытии, так и в демпфируемой пластине.

3. Жесткие вибропоглощающие покрытия

Эффективность жестких ВПП обусловлена как поглощением колебательной энергии в вязкоунругом материале, так и увеличением при установке покрытий массы и жесткости демпфируемой конструкции.

Коэффициент потерь п изгибно-колеблющейся пластины, на которую нанесено жесткое виброноглощающее покрытие, может быть определен с использованием формулы

П ~ -т,

1 + [«2^2 («2 + 120]-1

где п2 _ коэффициент потерь материала покрытия; а2 = (Л и Л2 - толщины

пластины и покрытия); в2 = Е2/Е1 (Е1 и Е2 - модули Юнга пластины и материала покрытия); а21 = (1 + а2)/2 = Л21/^ (Л21 - расстояние между нейтральными плоскостями демпфируемой пластины и вязкоупругого материала.

Формула (4) справедлива при выполняемом в большинстве случаев на практике условии в2 < 10-2.

Для приближенных оценок значений п часто используется упрощенный вариант формулы (4)

E2J2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

E1J1

П2,

(5)

П

где ^ и 72 - моменты инерции пластины и покрытия относительно собственной нейтральной оси (71 = —,н1 72 = —и а2 - коэффициенты Пуассона пластины

и материала покрытия).

Приведенное выражение отражает значимое влияние изгибной жесткости вибропоглощающего материала на эффективность покрытия, (Именно поэтому покрытия рассматриваемого типа называют жесткими).

Из формул (4) и (5) следует, что при увеличении толщины покрытия до размеров, когда наличие демпфируемой пластины становится несущественным, коэффициент потерь п п2

п

соотношения толщин покрытия и пластины. Из рисунка видно, что достаточной

толщиной жесткого покрытия, обеспечивающей близкий к максимальному эффект вибропоглощения, является толщина Л2, превышающая в три-четыре раза,

п

толщиной = 5 • 10-3 м жесткого ВПП толщиной Л,2 = 2Л,1; изготовленного из отечественной эпоксидной мастики «Антивибрит-7» (Е2 = 3 • 103 МПа) со значением коэффициента потерь п2 = 0,75 при комнатной температуре, равняется примерно 0,09, Относительная масса покрытия составляет ~ 39%, Большинство материалов жестких ВПП имеют существенно меньшие диссипативные потери и при такой же массе худшую чем «Антивибрит-7» эффективность.

Значения п2 и Е2, нашедших в последние годы наибольшее применение в судостроении мастик для изготовления жестких вибропоглощающих покрытий «Випоком», «Мавип» и «Адем», находятся в пределах от 0,15 до 0,31 и от 3 • 109 до~ 1010 Па соответственно. При средних значениях коэффициента потерь (п2 = 0,23) и динамического модуля упругости (Е2 = 6,5 • 109 Па) мастики и толщине ее нанесения, равной двум толщинам демпфируемой пластины из стали (Е1 = 2,1 • 1011 Па), расчетное значение п пластины с жестким ВПП равняетея ~ 0,06,

1 2 3 4 Ь2

/71

Рис. 5. Зависимость коэффициента потерь стальной пластины, облицованной жестким виброноглощающим покрытием, от толщины покрытия

К технологическим недостаткам изготовления жестких ВПП можно отнести необходимость специальной подготовки поверхности демпфируемой конструкции к нанесению мастик, особенности их изготовления, нанесения и герметизации, а также необходимость выполнения условий но температуре и влажности дня надежного отвердения мастик в течение достаточно длительного времени,

4. Армированные вибропоглощающие покрытия (АВП)

Основным направлением работ но совершенствованию ВПП и иных средств снижения вибрации и шума является уменьшение их массы с одновременным повышением эффективности в диапазоне низких и средних звуковых частот |8-15|, Наиболее перспективными дня минимизации массы и повышения эффективности оказались средства с тонким слоем полимерной пленки из иоливинилацетата, являющегося «рекордсменом» но величине потерь колебательной энергии в существующих вибропоглощающих материалах. Значения коэффициента потерь п2 пленки из указанного материала в диапазоне рабочих температур порядка двадцати-тридцати градусов находятся в продолах от 1 до 3 |8|,

Результаты экспериментального исследования эффективности различных вариантов АВП, отличающихся толщинами пленки и армирующего слоя из алюминия и стали обобщены в работе |9|, Сведения о вариантах испытанных АВП и их эффективности содержатся в нижеследующей таблице.

Приведена следующая информация о вариантах покрытия:

- толщина Н, мм, армирующего и диссипативного слоев АВП;

- материал армирующего слоя покрытий (Ал - алюминий, Ст - стань);

- марка полимерной пленки (1 - ВПС-2,5, 2 - ВПНС-1, 3 - ВПНС-4) в составе покрытий;

- отношения массы покрытия к массе пластины ^ и массы армирующего слоя покрытия к массе полимерной пленки

- эффективность 9. дБ, покрытий; в качестве Э приведены усредненные по точкам в пучностях форм четырех низших резонансных частот изгибных колебаний стальной пластины с размерами 0,52x0,38x3-10-3 м и по пятнадцати наибольшим максимумам в спектрах ее входной вибровозбудимости в диапазоне частот 0-1600 Гц,

В таблицу 1 включены лишь результаты испытаний с одинаковой технологией изготовления и установки АВП на демпфируемую пластину.

Содержащиеся в таблице одинаковые по массовым параметрам покрытия (АВП2 и АВП17, АВПЗ и АВП18, АВП4 и АВП19) изготавливались и исиытывались в разное время с промежуточным интервалом до нескольких лет. Мало отличающиеся результаты их испытаний подтверждают стабильность диссипативиых характеристик полимерных пленок и приведенных значений эффективности покрытий.

Таблица 1

Сведения о вариантах АВП и его эффективности

№ АВП Армирующий слой Диссипативный слой ^ % Э, дБ

h, мм материал h, мм марка

1 0,01 Ал 0,5 1 1,6 0,045 0

2 0,1 Ал 0,5 1 2,2 0,45 17

3 0,2 Ал 0,5 1 2,9 0,90 19

4 0,3 Ал 0,5 1 3,6 1,35 21

5 0,12 Ст 0,5 1 3,9 1,55 21

6 0,24 Ст 0,5 1 6,3 3,12 26

7 0,6 Ст 0,5 1 13,5 7,79 33

8 1,5 Ст 0,5 1 30 19,5 34

9 3,0 Ст 0,5 1 62 38,9 35

10 0,5 Ст 0,5 1 11,5 6,5 32

И 0,5 Ст 0,5 2 11,5 6,5 31

12 0,5 Ст 0,5 3 11,5 6,5 31

13 0,5 Ст 0,5 1,2,3 11,5 6,5 31

14 0,5 Ст 0,5 1,2,3 11,5 6,5 31

15 0,5 Ст 0,5 1,2,3 11,5 6,5 31

16 1,0 Ал 0,5 1 8,5 4,5 30

17 0,1 Ал 0,5 1 2,2 0,45 14

18 0,2 Ал 0,5 1 2,9 0,90 17

19 0,3 Ал 0,5 1 3,6 1,35 18

20 0,1 Ал 0,25 1 1,5 0,91 4

21 0,5 Ст 0,5 1 39 6,5 32

Рис. 6. Зависимость эффективности АВП от его относительной массы ^ (а) и отношения (б) массы армирующего слоя к массе полимерной пленки

Был сделан вывод о различном влиянии массовых параметров рассматриваемого типа ВПП на его эффективность в следующих диапазонах значений ^ и (рис, 6):

- с нулевой или малой величиной эффективности при значениях ^ < 1,6%; при

практически одинаковом значении ^ ~ 1,6% (АВП1) и ^ ~ 1,5% (АВП20) большую эффективность имеет вариант АВП20 с меньшей толщиной диссипативного слоя и большим значением

- с интенсивным ростом эффективности при увеличении ^ от значения 1,6% до значения 2,2%;

- с малым ростом эффективности при увеличении ^ от значения 2,2% до значения

3,9%;

- с повышением эффективности на 5-6 дБ при каждом почти двукратном увеличении массы армирующего слоя (1,55 < ^ < 6,5) в сравнении с массой пленки в диапазоне значений 3,9% < ^ < 11,5%, достигая эффективности около 30 дБ;

- со значениями ^ > 11,5% и > 6,5, при которых повышение эффективности АВП с ростом значений его относительных параметров практически не наблюдается и составляет не более 35 дБ,

С использованием приведенных в таблице усредненных по резонансным частотам и точкам измерения величин эффективности <9, дБ, АВП были определены средние по выполненным испытаниям значения коэффициента потерь демпфируемых пластин. Вычисления соответствующих экспериментальных значений п выполнялись по формуле П = По ' 10°'05Э. Коэффициент потерь п° ПРИ отсутствии АВП па пластинах принимался равным 3-10-3,

п

П2Т#2_

1 + g2 + g2n2 + Y [1 + g2 (1 + n2)]

2ЭТ2 , _Л1 , „ П , „2М ' (6)

П

где 7 = 12аз [4 (1 + 2аз) + (1 + аз)] (а2 = Н2/Н1,аз = Нз/Нь Н1 - толщина демпфируемой пластины, Н2 - толщина полимерной пленки, Нз - толщина армирующего слоя покрытия); д2 = _ модуль сдвиговых колебаний полимерной пленки,

3,3-107 Па; Ез - модуль Юнга армирующего слоя из стали, 2,1-1011 Па, и алюминия, 0,71-1011 Па; Ки - волновое число изгибных колебаний демпфируемой пластины,

Ки = 0,063^^, f - частота),

п2

- материале пленки В11('-2.5 - принималась равной ее среднему значению (2,0) в

Н1 , Н2 Нз

таблице и тексте.

Результаты вычисления частотных зависимостей значений коэффициента потерь

п

армирующего слоя из стали (а) и алюминия (б) приведены на рис, 7, Из рисунка видно,

п

достигнуто увеличением относительной толщины армирующего слоя АВП от значения 0,1 только до значения 0,4, Большее увеличение Нз/Н1 к повышению п н& частотах f > 300 Гц не приводит.

П

0,35 0.3 0,25 0.2 0,15 0,1 0,05 0

1 1

■ г1 * Ч ъ -ъ

* 1 ■ 1 ■ 1 1 11 к

•г # 1 ■ ■ 1 : > * 1 ■ N

ж ^ ! 1 ■ 1. т.

■ ■ 1 ■ ■

■ 1 ■ 1

10

100

а)

1000 Частота, Гц

П

0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0

3

1 к» ^ ' ■"1 -ъ ч.

+ ■я? 2 . ,1 р*— ч.

4 л •г ■г * /

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

тГ * г* * /

г-1 * 1 Ч

^ - -

10

100

б)

1000 Частота, Гц

Рис. Т. Расчетные значения коэффициента потерь пластины, облицованной АВП с армирующим слоем из стали (а) и алюминия (б) при его относительной толщине

к3 = 0,1^1 (1), 0,4^1 (2) и 0,8^1 (3)

На рис, 8 приведены средние но частоте расчетные и экспериментальные значения п при облицовке пластины покрытием с армирующим слоем из стали (кривая 1) и алюминия (кривая 2), Обращаясь к рисунку, видим хорошее в обоих случаях согласование расчетных и экспериментальных значений при Н3/Н\ < 0,3, При больших значениях относительной толщины армирующего слоя из стали расчет дает завышенные значения.

0.3

0.25

0.2

0,15

0,1

0.05

г1

щ

1 h / // / V

у* / / / т í / <

У 4 2 / у у

< 4 - - ■ г- — * s ; ^ ; ) ; 1

0.01

0.1

fTsyfT

1

Рис. 8. Расчетные и экспериментальные значения п при облицовке пластины покрытием с армирующим слоем из стали (— и •) и алюминия (— и о)

Заключение

Приведенные в статье результаты могут быть использованы при выполнении расчетной оценки эффективности уменьшения уровней вибрации пластинчатых и оболочечпых конструкций мягкими, жесткими и армированными виброноглощающими покрытиями. Полученные результаты позволяют уточнить пути уменьшения негативного влияния мягкого виброноглощающего покрытия и определить условия достижения

п

об испытанных вариантах армированного виброноглощающего покрытия. Сделан вывод о различном влиянии массовых параметров армированного тина ВПП па его эффективность в различных диапазонах значений ^ и ^ и приведены соотношения для расчета коэффициента потерь колебательной энергии дня армированного виброноглощающего покрытия.

Список литературы

1, Никифоров A.C. Виброноглощение на судах. Л,: Судостроение, 1979,

2. Никифоров А,С, Акустическое проектирование судовых конструкций. Справочник, Л,: Судостроение, 1990,

3. Грушецкий И,В., Гришин А,А, Измерение и использование в расчетах коэффициентов внутренних потерь корабельных конструкций // Труды ЦНИИ им, акад. А.Н. Крылова. 2008. Вып. 40 (324).

4. Кирпичников В.Ю. Вибровозбудимость конструкций и пути ее уменьшения. // ФГУП «Крыловекий государственный научный центр», СПб, 2014.

5. Кузьмичев М.Н. Зависимость шумозаглушающей эффективности конструкций с покрытиями от их звукоизолирующих и отражающих свойств / / Техническая акустика. 1994. Т. III. Вып. 1-2. С. 14-17.

6. Кирпичников В.Ю., Савенко В.В., Смольников В.Ю., Виноградов А.В. Исследование вибраций толстолистовой конструкции с акустическим покрытием / / Труды Крыловекого ГНЦ. 2024. Вып. 2 (408).

7. Клюкин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. Л.: Судостроение, 1971.

8. Алексеев С.А., Сятковский А.И. Вибродемпфирующие свойства полимерных пленок // Судостроение. 2015. Вып. 6. С. 45-46.

9. Кирпичников В.Ю., Савенко В.В., Сятковский А.И. Влияние массовых параметров армированного вибропоглощающего покрытия на его эффективность / / Труды Крыловекого ГНЦ. 2024. Вып. 1 (407).

10. Кирпичников В.Ю., Кощеев А.П., Кудаев А.В. Экспериментальные исследования эффективности полосового вибропоглотителя с одноточечным креплением // Noise Theory and Pratice, Том 9 №1 (I, 2023)

11. Кирпичников В.Ю., Смольников В.Ю., Кудаев А.В., Гусева Е.В., Сятковский А.И. Экспериментальные исследования вибродемпфирующих свойств композитных материалов на основе бумажно-слоистых пластиков hpl, содержащих встроенные слои из термопластичных пленок впе-2,5, Стр. 40-48 //Noise Theory and Pratice, Том 8 Л"а4 (IV, 2022)

12. Sovibjon Negmatov, T Ulmasov, Farxod Navruzov, S Jovliyev Vibration damping composition polymer materials and coatings for engineering purpose // E3S Web of Conferences 264, 05034 (2021) // https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126405034 CONMECHYDRO - 2021

13. V. A. Sagomonova, A. E. Sorokin, A. P. Petrova, V. V. Tselikin, T. Yu. Tvumeneva Methods for the Manufacture of Layered Reinforced Vibration-Absorbing Materials Based on Thermoplastic Polvurethane and Metal // Polymer Science, Series D | Issue 3/2023

14. Jin, G,, Chen, G,, Zhao, Z, et al. Preparation of a superior damping coating and study on vibration damping properties. SN Appl. Sci. 5, 220 (2023). https://doi.org/10.1007/s42452-023-05451-3

15. Kirpiehnikov V.Y., Kosheheev A.P., Svatkovskii A.I. Experimental study of effectiveness of reinforced vibration absorbing coatings. J Appl Mech Tech Phv 63, 54-58 (2022). https://doi.org/10.1134/ S0021894422010096

References

1. Nikiforov A.S. Vibration absorption on ships. L,: Shipbuilding, 1979.

2. Nikiforov A.S. Acoustic design of ship structures. Reference book. L,: Shipbuilding,

1990.

3. Grushetskv I.V., Grishin A. A. Measurement and use in calculations of coefficients of internal losses of ship structures // Proceedings of the Central Research Institute named after academician A.N. Krvlov, 2008. Issue 40 (324).

4, Kirpichnikov V.Yu. Vibration excitability of structures and ways to reduce it, // FSUE "Krylov State Scientific Center", St, Petersburg, 2014,

5, Kuzmichev M.N, Dependence of the noise-damping efficiency of structures with coatings on their soundproof and reflective properties // Technical acoustics, 1994, Vol, III. Issues 1-2, pp. 14-17,

6, Kirpichnikov V.Yu,, Savenko V.V., Smolnikov V.Yu,, Vinogradov A.V. Investigation of vibrations of a thick-sheet structure with an acoustic coating // Proceedings of Krvlovskv Scientific Research Center, 2024, Issue 2 (408),

7, Klvukin I.I. Combating noise and sound vibration on ships, L.: Shipbuilding, 1971,

8, Alekseev S.A., Svatkovskv A.I. Vibration damping properties of polymer films // Shipbuilding, 2015, Issue, 6, Pp. 45-46,

9, Kirpichnikov V.Yu,, Savenko V.V., Svatkovskv A.I. The influence of mass parameters of reinforced vibration-absorbing coating on its effectiveness // Proceedings of Krvlovskv Scientific Research Center, 2024, Issue 1 (407),

10, Kirpichnikov V.Yu,, Kosheev A,P., Kudaev A.V, Experimental studies of the effectiveness of a single-point vibration absorber // Noise Theory and Pratice, Volume 9 No, 1 (I, 2023)

11, Kirpichnikov V.Yu,, Smolnikov V.Yu,, Kudaev A.V,, Guseva E.V., Svatkovskv A.I. Experimental studies vibration damping properties of composite materials based on hpl paper-laminated plastics containing embedded layers of thermoplastic films VPS-2,5, pp. 40-48 //Noise Theory and Pratice, Volume 8 No, 4 (IV, 2022)

12, Sovibjon Negmatov, T Ulmasov, Farxod Navruzov, S Jovlivev Vibration damping composition polymer materials and coatings for engineering purpose // E3S Web of Conferences 264, 05034 (2021) // https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126405034 CONMECHYDRO - 2021

13, V. A, Sagomonova, A, E, Sorokin, A, P. Petrova, V. V. Tselikin, T. Yu, Tvumeneva Methods for the Manufacture of Layered Reinforced Vibration-Absorbing Materials Based on Thermoplastic Polvurethane and Metal // Polymer Science, Series D | Issue 3/2023

14, Jin, G,, Chen, G,, Zhao, Z, et al. Preparation of a superior damping coating and study on vibration damping properties, SN Appl, Sci, 5, 220 (2023), https://doi.org/10.1007/s42452-023-05451-3

15, Kirpichnikov V.Y., Kosheheev A,P., Svatkovskii A.I, Experimental study of effectiveness of reinforced vibration absorbing coatings, J Appl Mech Tech Phv 63, 54-58 (2022). https://doi.org/10.1134/ S0021894422010096

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.