粘弹性阻尼材料在汽车NHV中的应用研究

    粘弹性阻尼材料是一种既有弹性固体性质，又能表现出粘性流体特性的高分子聚合物。当聚合物承受交变应力和应变作用时，会将部分机械能转成热能消耗掉，同时还会将另一部分机械能以位能形式储存起来。这种转化和耗散能量的特性称为阻尼特性。具有这种特性的粘弹性阻尼材料在振动噪声（ＮＶＨ）控制技术中得到广泛使用。

    随着汽车噪声环保控制法规的日益严格以及乘客对车内振动噪声舒适性要求的不断提高，汽车 ＮＶＨ 性能已成为汽车企业角逐市场的焦点之一。为提升汽车 ＮＶＨ 特性，可利用粘弹性阻尼材料的减振降噪功能实现汽车舒适性的主动控制。本文简要介绍了粘弹性阻尼材料的机理和几种常用型粘弹性阻尼材料，并从 ＮＶＨ 技术出发对粘弹性阻尼材料在汽车工业的应用作了说明。

    １　阻尼机理

    当高分子聚合物制品与振动物体直接接触时，会将部分机械能转变成热能耗散掉，起到阻尼作用，抑制振动。聚合物制品耗散能量的多少可通过材料损耗因子（ｔａｎδ）来反映，通常使用ｔａｎδ表征材料的阻尼性能。

    高分子材料阻尼能力的大小与其使用温度和频率密切相关。图１是高分子聚合物材料的阻尼性能随温度变化的曲线。由图１可看出，高分子聚合物材料由玻璃态转变为高弹态的温度区域，称之为玻璃化转变区域，这个转变温度称为玻璃化转变温度（Ｔｇ），聚合物处在 Ｔｇ区域时阻尼性能较高。一般地，衡量高分子材料阻尼性能是否优良，可从其阻尼峰的高低、所在位置以及有效阻尼功能区温域宽窄三个方面考虑［２］；为使阻尼材料具有良好制振降噪效果，其ｔａｎδ必须满足两个要求：（１）在使用温度和振动频率范围内，阻尼材料的ｔａｎδ应较高；（２）阻尼材料的ｔａｎδ峰顶要宽，以降低对温度和振动频率的敏感性。

    根据高聚物时温等效原理，材料阻尼性能随频率的变化而变化。图２是粘弹性阻尼材料在两种频率下的玻璃化转变温度。从图２可看出，随着振动频率的提高，材料的玻璃化转变温度降低，即粘弹性阻尼材料在高温条件下的阻尼特性与低频率条件下的阻尼特性有一定的对应关系，低温条件下的阻尼特性与高频率条件下的阻尼特性也有一定的对应关系。

   ２　粘弹性阻尼材料

    目前，常用的粘弹性阻尼材料按产品状态可分为：片材阻尼材料、涂料阻尼材料和复合阻尼材料等等。片材阻尼材料根据基体材料种类的不同又可分为：橡胶基片材阻尼材料、沥青基阻尼材料和塑料基阻尼材料等。