汽车NVH综合技术：阻尼材料的属性和应用

阻尼材料的基本材料参数有杨氏模量E、剪切模量G、体积模量B和损耗因子η。有时候也用复数模量来描述

必须指出，这里阻尼与弹性模量和损耗因子的乘积成正比（E×η，G×η）；拉伸（压缩）和剪切运动的损耗因子相同。

拉伸型阻尼板也称伸展型阻尼板材料。当板件弯曲时，阻尼层产生拉伸变形（图21-15）。而对于剪切型阻尼板材料，当板件弯曲时，由于约束层的限制使阻尼层产生剪切变形，这使得单位质量的材料，剪切型阻尼板的阻尼性能比拉伸型阻尼板的要好。

图21-15 拉伸、剪切阻尼板

图21-16 温度对阻尼性能的影响

常用的剪切型阻尼板有以下几种：

①钢-树脂层铺阻尼板。这种阻尼板出现于20世纪80年代初期，最早用在日本汽车上，特别是用于防火墙。如日本丰田公司的Tercel、Corsa、Corolla三个系列。

②层压钢板。由两层钢板夹一薄层粘弹性树脂阻尼材料形成。

③塑料树脂剪切板。塑料采用热固性树脂，这种材料一般用于车身地板（如雷克萨斯GS300）。(www.xing528.com)

④多层复合板。多层复合板综合了拉伸型阻尼板和剪切型阻尼板，其基本结构由四层构成：约束层采用硬的热固融性树脂，厚度约2mm；低刚度粘弹性剪切层，厚度约为0.2mm；低密度拉伸层，厚度约2mm；钢板层。其主要优点是重量相对较低，对温度的敏感性低。

阻尼性能受温度的影响很大，粗略地说，可以分为四个状态：玻璃状态、过渡状态、橡胶状态和流体状态，如图21-16所示。材料的阻尼性能在过渡状态最佳。汽车工作环境一般在过渡区域，因此，一般汽车阻尼材料都设计在过渡状态。

固定温度下，频率对阻尼性能的影响如图21-17所示。图中频率范围可以高达几千赫兹，对于粘弹性材料，在5～5000Hz范围内，阻尼系数可以认为是常数。

图21-17 频率对阻尼性能的影响

图21-18 温度对阻尼性能的影响

不同温度下，频率对阻尼性能之间的关系会沿着频率轴移动。图21-18中，在温度T₀下，频率f_a对应的阻尼系数，就是温度T下频率f_b对应的阻尼系数。f_b与f_a之间的关系如下

f_b=α（T）f_a（21-6）式中，α（T）为温度平移因子，它可以由Arrhenius方程来定义

式中，T为热力学温度（K），T₀为参考温度，T_r由实验和参考温度T₀确定。