作动材料层和传感材料层均采用锆钛酸铅压电陶瓷片，要求锆钛酸铅压电陶瓷片的压电应变常需控制在150~3001pC/N，锆钛酸铅压电陶瓷片的宽度控制在IKjhJ=SOmnK高度控制在{G-ShJzSSmm、厚度控制在h2=0.5mm，其中比是边距且h /J、于小于H，h 2< h ^当锆钛酸铅压电陶瓷片的宽X高X厚确定后其它设计参数均可由此推出。
[0022]所述改性环氧树脂是环氧树脂与促进剂的混合物，该混合物按重量份的配比是:环氧树脂:促进剂=2:1，促进剂是2，4，6-三苯粉，通过真空栗必须抽出改性环氧树脂中的气泡。
[0023]结合图3，将作动材料层、传感材料层对称粘贴在U形模具内的两端面上，作动材料层、传感材料层分别相对U形模具的左右两侧及底侧之间距均为匕，将所述改性环氧树脂从作动材料层和传感材料层的中间缓慢浇注到U形模具内，直至所述改性环氧树脂完全浸满作动材料层和传感材料层并浇注到U形模具的上端，将浇注后的U形模具在室温条件下固化24~48小时后再放入恒温箱内，恒温箱在60°C时固化24小时后再脱模，脱模后在传感材料层上均匀涂刷粘结剂并粘贴被控材料层，粘贴牢固后即可制备出主动约束阻尼结构，实际上脱模后是分不出哪层是作动材料层，哪层是传感材料层的，但只要粘贴上被控材料层，则该层即为传感材料层。
[0024]在传感材料层上分别联接控制模块、示波器，控制模块与放大器联接，放大器再联接到作动材料层上。
[0025]结合图4，当被控材料层呈压缩状态时，传感材料层将采集到的压缩信号反馈到控制模块，控制模块的反相电路将其反相转换为拉伸信号，通过放大器放大后激励作动材料层并使作动材料层实现拉伸变形，作动材料层的拉伸变形和被控材料层的压缩变形同时作用在阻尼材料层的上、下两面，使阻尼材料层产生更大的剪切变形量，该剪切变形量能进一步提高阻尼材料层的能量损耗并增强阻尼效果。
[0026]结合图5，当被控材料层呈拉伸状态时，作动材料层一方面起到了被动约束的作用，同时又能进一步增大阻尼材料的剪切变形量，该剪切变形量能进一步提高阻尼材料层的能量损耗并增强阻尼效果。
[0027]比如通过激振器激振控制对象可以产生5.3Hz的单频振动，传感材料层采集到的振动信号，示波器读数为11V，通过控制模块进行反相，比例调节系数为0.6并输出到作动材料层，作动材料层再作用到阻尼材料层后，可以增大阻尼材料层的剪切拉伸变形，从而获得较好的减振效果，示波器此时显示的电压为3V，电压降低72.7%。
【主权项】
1.一种浇注型主动约束阻尼结构的制备及阻尼增强方法，主动约束阻尼结构包括作动材料层(I)、阻尼材料层(2)、传感材料层(4)和被控材料层(3)，阻尼材料层(2)通过U形模具(8)使作动材料层(I)、传感材料层(4)被浇注为一体，再通过粘接被控材料层(3)而制备出主动约束阻尼结构，阻尼材料层(2)采用的材料是改性环氧树脂，被控材料层(3)采用的材料是金属，设定U形模具⑶的内宽为K、内高为G、内厚为H，K SG，K >H;在控制模块(5)、示波器(6)及放大器(7)的作用下实现主动约束阻尼结构的阻尼增强，控制模块(5)能实现振动信号的幅值及相位调节，示波器(6)可以通过传感材料层(4)来监控被控材料层(3)的阻尼增强效果，放大器(7)的电压放大倍数必须大于100，其特征是: 作动材料层(I)和传感材料层(4)均采用锆钛酸铅压电陶瓷片，要求锆钛酸铅压电陶瓷片的压电应变常需控制在150~3001pC/N，锆钛酸铅压电陶瓷片的宽度控制在{Kjhjmm、高度控制在{Gjhjmm、厚度控制在h2mm，其中比是边距且h /J、于小于H，h 2< h 1; 所述改性环氧树脂是环氧树脂与促进剂的混合物，该混合物按重量份的配比是:环氧树脂:促进剂=2:1，促进剂是2，4，6-三苯粉； 将作动材料层(I)、传感材料层(4)对称粘贴在U形模具(8)内的两端面上，作动材料层(I)、传感材料层⑷分别相对U形模具⑶的左右两侧及底侧之间距均为Ii1，将所述改性环氧树脂从作动材料层(I)和传感材料层(4)的中间缓慢浇注到U形模具(8)内，直至所述改性环氧树脂完全浸满作动材料层(I)和传感材料层(4)并浇注到U形模具(8)的上端，将浇注后的U形模具(8)在室温条件下固化24~48小时后再放入恒温箱内，恒温箱在60°C时固化24小时后再脱模，脱模后在传感材料层(4)上均匀涂刷粘结剂并粘贴被控材料层(3)，粘贴牢固后即可制备出主动约束阻尼结构； 在传感材料层(4)上分别联接控制模块(5)、示波器￠)，控制模块(5)与放大器(7)联接，放大器(7)再联接到作动材料层(I)上，当被控材料层(3)呈压缩状态时，传感材料层(4)将采集到的压缩信号反馈到控制模块(5)，控制模块(5)的反相电路将其反相转换为拉伸信号，通过放大器(7)放大后激励作动材料层(I)并使作动材料层(I)实现拉伸变形，作动材料层(I)的拉伸变形和被控材料层(3)的压缩变形同时作用在阻尼材料层(2)的上、下两面，使阻尼材料层(2)产生更大的剪切变形量，该剪切变形量能进一步提高阻尼材料层(2)的能量损耗并增强阻尼效果； 当被控材料层(3)呈拉伸状态时，作动材料层(I) 一方面起到了被动约束的作用，同时又能进一步增大阻尼材料的剪切变形量，该剪切变形量能进一步提高阻尼材料层(2)的能量损耗并增强阻尼效果。
【专利摘要】一种浇注型主动约束阻尼结构的制备及阻尼增强方法，主动约束阻尼结构包括作动材料层(1)、阻尼材料层(2)、传感材料层(4)和被控材料层(3)，阻尼材料层通过U形模具(8)使作动材料层、传感材料层被浇注为一体，再通过粘接被控材料层而制备出主动约束阻尼结构，在控制模块(5)、示波器(6)及放大器(7)的作用下实现主动约束阻尼结构的阻尼增强，无论被控材料层是呈压缩态还是拉伸态，均能使阻尼材料层产生更大的剪切变形量，该剪切变形量能进一步提高阻尼材料层的能量损耗并增强阻尼效果，主动约束层阻尼结构简单、稳定性好，所对应的控制系统也简单，一次浇注即可成型，减振效果明显。
【IPC分类】F16F15/18
【公开号】CN105041963
【申请号】CN201510301619
【发明人】樊宁波, 任伟伟, 李宏伟
【申请人】中国船舶重工集团公司第七二五研究所
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月4日