近年来,随着减振降噪技术的不断发展,阻尼材料及其复合结构在各个领域得到了广泛应用,对其力学特性研究具有重要意义。弹性模量和损耗因子是表征阻尼材料及其复合结构力学性质的重要物理量,也是工程技术中机械构件选材时的重要参数。本文不仅介绍了测定这些参数的方法,而且设计研究了相应的测量系统。测量系统的测量结果可为声学结构设计和噪声振动控制设计提供依据,也可用于评价各种复合结构试样的振动阻尼效果。 按照系统研究的过程,可将本文的主要工作分为三大部分:研究测量方法、构建系统和检验测量。 本文研究的测量系统的理论基础为悬臂梁弯曲振动理论,并由此理论推导出了均匀梁和复合梁弯曲振动方程和相应参数计算公式。根据本测量系统设定的弯曲振动条件,计算过程忽略了振动中转动惯量和剪切形变的影响。 系统构建,主要包括振动台设计加工和测试系统的构成及其联结。整个系统采用数字化测量,避免了人工操作复杂易误判等问题。测试系统仪器主要由激励和检测两大部分组成。信号源产生调频信号激励电磁换能器对试样施加激励力,再由检测换能器检测出试样的振动信号,经放大由采集卡采集。最后对采集数据进行处理分析获取弯曲共振频率和共振峰宽度等参数。为了操作更加方便、实效,不但考虑了各级联仪器设备的合理配置问题,而且编写了相关的操作软件。 最后部分是对大量试验数据处理分析以检验测量系统实际使用效果。主要对均匀梁和复合梁进行了测量,其中复合梁由阻尼材料和多种基层材料分别构成。试验结果表明,测量系统可以比较准确测量材料各弹性参数。其中均匀梁以及由高弹性模量阻尼材料构成的复合梁测量效果较好,测量结果和实际值基本一致,而由低弹性模量阻尼材料构成的复合梁测量结果对各测量量误差比较敏感,不易控制,需要更加深入研究。