DE69021857T2 - Intern gedämpfter dünnwandiger länglicher Körper aus Kompositmaterial mit ihm zugeordneten internen steifen Schichten. - Google Patents

Intern gedämpfter dünnwandiger länglicher Körper aus Kompositmaterial mit ihm zugeordneten internen steifen Schichten.

Info

Publication number
DE69021857T2
DE69021857T2 DE69021857T DE69021857T DE69021857T2 DE 69021857 T2 DE69021857 T2 DE 69021857T2 DE 69021857 T DE69021857 T DE 69021857T DE 69021857 T DE69021857 T DE 69021857T DE 69021857 T2 DE69021857 T2 DE 69021857T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
thin
walled
layers
composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69021857T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69021857D1 (de
Inventor
Stanley S Sattinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of DE69021857D1 publication Critical patent/DE69021857D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69021857T2 publication Critical patent/DE69021857T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/30—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium with solid or semi-solid material, e.g. pasty masses, as damping medium
    • F16F9/306—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium with solid or semi-solid material, e.g. pasty masses, as damping medium of the constrained layer type, i.e. comprising one or more constrained viscoelastic layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/10—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
    • B32B3/18—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by an internal layer formed of separate pieces of material which are juxtaposed side-by-side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/022—Mechanical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/34—Inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/56—Damping, energy absorption
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/139—Open-ended, self-supporting conduit, cylinder, or tube-type article

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)
  • Golf Clubs (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft dünnwandige, zusammengesetzte&sub1; längliche strukturelle Glieder; besonders Balken- oder Stabstruktüren, die globalen Schwingungen ausgesetzt werden, die schwankende Ausdehnungsbelastungen in den Wänden schaffen.
  • Schwingungen von Maschinen und Strukturen können wegen Bequemlichkeit, Regelbarkeit, Geräuschen oder Empfindlichkeit gegenüber Ermüdungsschaden unerwünscht sein.
  • Zugegebene Schwingungsdämpfungsbehandlungen einschließlich der Freischicht- und steifen Schichtart werden gewöhnlicherweise benutzt, um Schwingungen in Strukturen zu zerstreuen, die aus metallischen und zusammengesetzten Materialien hergestellt sind. Obwohl diese zugegebenen Behandlungen eine hohe Dämpfungsleistung in bestimmten Fällen erreichen können, ergeben sich bei ihrer Benutzung Nachteile dadurch, daß sie Gewicht zugeben, Hindernisse schaffen, und gegenüber Schaden durch mechanische und umgebende Mittel empfindlich sind. Sie neigen auch dazu, die erwünschte Leistung wegen der Temperaturempfindlichkeit der verfügbaren viskoelastischen Materialien über begrenzte Temperaturbereiche zu erreichen.
  • Die meisten derzeitigen Anwendungen von zugegebenen Dämpfungsbehandlungen regelten örtliche Biegungsmoden der Schwingung wie Plattenbiegungsmoden in flachen Tafeln und Schalenbiegungsmoden in zylindrischen Abschnitten; es bestehen aber auch Bedürfnisse nach der Dämpfung von globalen Moden der Schwingung mit langer Wellenlänge, einschließlich Biegungs- Torsions- und Säulenmoden.
  • Im Gegensatz zu den häufiger behandelten örtlichen Biegungsmoden sind die Schwingungsbelastungen, die die globalen Moden begleiten, in einer Ebene liegende Ausdehnungsbelastungen, die durch die Dicke der Wand fast gleichförmig sind. Zugegebene Dämpfungsbehandlungen sind erfolgreich benutzt worden, um globale Moden in einigen Fällen erfolgreich zu dämpfen.
  • Das Problem, das dann gelöst werden muß, ist, die Nachteile von zugegebenen Dämpfungsbehandlungen, besonders für die Dämpfung von globalen Moden von Schwingungen mit langer Wellenlänge zu überwinden, während eine stark gedämpfte Konstruktion länglicher Glieder mit leichtem Gewicht wie Balken- oder Stabstrukturen erhalten wird.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Nach einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein wie in Anspruch 1 dargelegtes, intern gedämpftes, dünnwandiges, zusammengesetztes längliches Glied beschrieben.
  • Nach einem zweiten Gesichtspunkt ist ein wie in Anspruch 3 dargelegter, intern gedämpfter, dünnwandiger, zusammengesetzter Balken vorgesehen.
  • Weiterhin werden nach einer bevorzugten Ausführungsform die in viele Abschnitte aufgeteilten steifen Schichten aus einem zusammengesetzten Material mit hohem Modus durch einen nachgiebigen Füllstoff getrennt, wobei der nachgiebige Füllstoff verhindert, daß das Bindemittel und irgendein überschüssiges zusammengesetztes Matrixmaterial die Bewegung von benachbarten steifen Schichtabschnitten überbrückt.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung kann man auf die bevorzugte Ausführungsform, die die Erfindung beispielhaft zeigt, Bezug nehmen, die in den begleitenden Zeichnungen gezeigt ist, in denen:
  • Figur 1a eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer Freischichtdämpfungsbehandlung ist, die beim Stand der Technik wohlbekannt ist;
  • Figur 1b eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer Dämpfungsbehandlung mit steifer Schicht ist, die beim Stand der Technik wohlbekannt ist;
  • Figur 2A eine schematische Darstellung einer Seitenansicht wie ein Balken oder ein Stab einer Ausführungsform eines dünnwandigen länglichen Gliedes ist, das eine einzige zugeordnete interne steife Schicht durch die Dicke jeder Wand hat;
  • Figur 2B eine vergrößerte Längsquerschnittansicht der Wand des Gliedes in einer Ausführungsform ist, ein dünnwandiges längliches Glied mit einer einzigen zugeordneten internen steifen Schicht entlang Linie IIB-IIb, wie in Figur 2A gezeigt;
  • Figur 3A eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform ist, ein dünnwandiges längliches Glied wie ein Balken oder ein Stab mit vielen internen steifen Schichten durch die Dicke jeder Wand;
  • Figur 3B eine vergrößerte Längsquerschnittansicht der Wand des Gliedes in einer zweiten Ausführungsform ist, ein dünnwandiges längliches Glied wie ein Balken oder ein Stab mit vielen steifen Schichten, wie in Figur 3A gezeigt;
  • Figur 3C eine vergrößerte Ansicht einer Einheitszelle der zweiten Ausführungsform ist, ein dünnwandiges zusammengesetztes Balkendämpfungslaminat, das genauer in Figur 38 gezeigt ist;
  • Figur 4 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer dritten Ausführungsform eines intern gedämpften, dünnwandigen, zusammengesetzten länglichen Gliedes ist, das eine Unterbrechung der Dämpfungsschichten hat;
  • Figur 5A eine schematische Darstellung einer isometrischen Ansicht einer vierten Ausführungsform eines intern gedämpften, dünnwandigen, zusammengesetzten länglichen Gliedes ist, das steife Schichten axial in Abschnitte aufgeteilt hat;
  • Figur 5B eine schematische Darstellung einer isometrischen Ansicht einer fünften Ausführungsform eines intern gedämpften, dünnwandigen, zusammengesetzten länglichen Gliedes ist, das steife Schichten peripher in Abschnitte aufgeteilt hat;
  • Figur 5C eine schematische Darstellung einer isometrischen Ansicht einer sechsten Ausführungsform eines intern gedämpften, dünnwandigen, zusammengesetzten länglichen Gliedes ist, das steife Schichten sowohl axial als auch peripher in Abschnitte aufgeteilt hat.
    • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Figur 1a ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer Freischichtdämpfungsbehandlung 4, die beim Stand der Technik wohlbekannt ist. Das Grundglied 5 hat einen auf dem Grundglied 5 überlagerten steifen viskoelastischen Dämpfungsziegel 7.
  • Figur 1B ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer Dämpfungsbehandlung 6 mit einer steifen Schicht, die beim Stand der Technik wohlbekannt ist. Das Grundglied 5 hat eine weiche, viskoelastische Dämpfungsfilmschicht 7, die mit einer Vielzahl von festen steifen Schichtabschnitten 10 überlagert ist.
  • Obwohl beide dieser zugegebenen Behandlungen, die Freischichtdämpfungsbehandlung 4 und die Dämpfungsbehandlung 6 mit steifer Schicht, die jeweils in Figur 1A und Figur 1B beschrieben werden, in einigen Fällen hohe Schwingungsdämpfungsleistung erreichen können, sind bedeutende Nachteile vorhanden. Beide Behandlungen geben Gewicht zu, schaffen Hindernisse, sind gegenüber umgebendem und mechanischem Schaden empfindlich, und beide können bestimmte Gefahren verschlimmern; insbesonders an der Grenzfläche Mann/Maschine. Weiterhin wirken sich zugegebene Behandlungen nach ihrem Einbau auf einer ebenen Oberfläche störend auf Zugangsforderungen aus.
  • Figur 2A ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer Ausführungsform eines dünnwandigen zusammengesetzten Balkens oder Stabes 20 mit einer einzigen zugeordneten internen steifen Schicht durch die Dicke jeder Wand 22.
  • Figur 28 ist eine vergrößerte Längsquerschnittansicht entlang Linie IIB-IIB der Wand 22 des Gliedes einer Ausführungsform, ein dünnwandiges längliches Glied, ein zusammengesetzter Stab 20, wie deutlicher in Figur 2A gezeigt ist. Eine erste lasttragende Grundschicht 5 wird wieder mit einer ersten viskoelastischen Scherschicht 8 überlagert und daran gebunden. Bei dieser Ausführungsform des zusammengesetzten länglichen Gliedes 22 wird eine in viele Abschnitte aufgeteilte steife Schicht 10 mit einem nachgiebigen Füllstoff 12 zwischen den Abschnitten der steifen Schicht 10 mit einer zweiten viskoelastischen Scherschicht 8' überlagert und daran gebunden, und an eine zweite lasttragende Grundschicht 5'. Die erste viskoelastische Scherschicht 8, die in viele Abschnitte aufgeteilte steife Schicht 10 mit dem nachgiebigen Füllstoff 12, und die zweite viskoelastische Scherschicht 8' bilden ein Dämpfungs"schichelement" 13 in den ersten und zweiten lasttragenden Grundschichten 5, 5'. Die steife Schicht 10 wird axial, peripher, oder in beiden Moden in Abschnitte aufgeteilt.
  • Für das dünnwandige längliche Glied, ein zusammengesetzter Balken oder Stab 20 von Figur 2A und Figur 2B mit einer gegebenen steifen Schichtsteifheit, wird die ausdehnbare Dämpfungsleistung durch geeignete Wahl der Abschnittslänge der steifen Schicht 10 und des Modus' und der Dicke der Scherschicht 8, 8' optimiert. Die optimale Dämpfung wird durch das Steifheitsverhältnis der gesamten steifen Schicht 10 zur Grundschicht 5, 5' bestimmt.
  • Figur 3A ist eine Seitenansicht einer schematischen Darstellung einer zweiten Ausführungsform, ein dünnwandiger zusammengesetzter Balken oder Stab 30 mit vielen zugeordneten internen steifen Schichten durch die Dicke jeder Wand 32. Verteilung der Schwingungsbelastung 40 der Balkenmode wird durch den Balken 30 übertragen.
  • Figur 38 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang Linie IIIB-IIIB der Wand 32 des Gliedes in einer zweiten Ausführungsform, ein dünnwandiger zusammengesetzter Balken oder Stab mit vielen internen steifen Schichten durch die Dicke jeder Wand, wie deutlicher in Figur 3A gezeigt wird. Zwei oder mehrere Dämpfungs"schichtelemente" 34, 34' sind durch die Dicke jeder Wand 32 vorhanden. Jedes Dämpfungs"schichtelement" 34, 34' hat zwei viskoelastische Schichten und eine gemeinsame steife Schicht. Jedes der lasttragenden Glieder 5, 5' und 5'' hat erste und zweite Flächen. Viskoelastische Scherschichten 8, 8', 8'' und 8''' sind auf den ersten und zweiten Flächen der lasttragenden Glieder 5, 5' und 5'' geschichtet und daran gebunden. Zwei in viele Abschnitte aufgeteilte steife Schichten und 10' sind zwischen die viskoelastichen Schichten 8, 8', 8'' und 8''' geschichtet. Nachgiebige Füllstoffe 12 und 12' trennen jeweils die Abschnitte der in viele Abschnitte aufgeteilten steifen Schichten 10 und 10'. Diese Ausführungsform liefert die Möglichkeit, mehr als eine Art von Dämpfungspolymeren in einem gegebenen Glied zu benutzen, um den Temperaturbereich, über den gute Dämpfungsleistung erhalten werden kann, zu erweitern.
  • Figur 3C ist eine vergrößerte Ansicht einer Einheitszelle der zweiten Ausführungsform eines dünnwandigen zusammengesetzten Balkens oder Stabes 30, wie in Figur 3B deutlicher gezeigt ist.
  • Auf jede lasttragende Grundschicht 5' wird eine Schwingungsbelastung 40 ausgeübt. Der steife Schichtabschnitt 10' ist an seinen Enden unbelastet, aber er verursacht, daß die viskoelastische Schicht 8'' entlang ihrer Länge Scherbelastung aushalten kann. Diese Scherbelastungen sind hysteretisch und ergeben Zerstreuung der Schwingung.
  • Figur 4 ist eine Querschnittansicht einer schematischen Darstellung einer dritten Ausführungsform eines dünnwandigen, zusammengesetzten länglichen Gliedes 50 mit Unterbrechung der Dämpfungsschichten 51, 51'. Zwei Dämpfungsschicht-"schichtelemente" 51, 51' sind in der Wand 54 eingebettet. Diese Dämpfungsschicht"schichtelemente" 51, 51' enthalten weiterhin in viele Abschnitte aufgeteilte steife Schichten 10, 10' mit darauf geschichteten viskoelastischen Schichten 8, 8', 8'' und 8'''. Die ungefüllten Wandgebiete 56 zwischen den Dämpfungsschicht"schichtelementen" 51, 51' sind ganz durch die lasttragende Grundschicht aus lasttragendem Material hergestellt. Rippen oder Versteifungselemente 52 sind an diesen Wandgebieten befestigt.
  • Zusammenfassend wird eine steife, dünne, in Abschnitte aufgeteilte Schicht aus zusammengesetztem Material mit hohem Modus, die als eine steife Schicht zugeordnet ist, auf beiden Seiten an Schichten aus viskoelastischem, dämpf endem Polymerfilm gebunden, wobei der Polymerfilm als Scherschichten arbeitet. Dieses dämpfende Vielschichtlaminat bildet ein Dämpfungsschicht"schichtelement" mit drei Schichten. Wenn das dämpfende Polymer in die Wand des Gliedes in zum Beispiel den Rumpf eines Schiffes oder eines Unterseebootes gebracht wird, würde dieses das Personal, das in diesen Schiffen arbeitet, vor der Befreiung von giftigen Dämpfen im Fall eines Feuers an Bord des Schiffes schützen. Diese Dämpfungslaminatherstellung würde auch das Polymer vor dem Angriff durch Feuchtigkeit, Schmiermittel und Sauerstoff schützen. Der Einbau der Dämpfungsschichten während der Aufschichtung des Gliedes vermeidet auch Probleme des Zugangs und der Sichtbarkeit, die häufig bei zugegebenen Dämpfungsbehandlungen erfahren werden.
  • Solche Dämpfungsschicht"schichtelemente" sind an einer oder mehreren Stellen durch die Dicke der Wand des länglichen Gliedes, das gedämpft werden soll, eingebettet. Jedes Dämpfungsschicht"schichtelement" zerstreut Schwingungsenergie durch Aushaltung hoher Scherverformungen in seinen Scherschichten mit geringem Modul und hohem Verlust. Die steifen Schichten schaffen die Scherbelastungen während der Verlängerung der lasttragenden Grundschichten unter der Wirkung von schwingenden Ausdehnungsbelastungen.
  • Die steifen Schichten müssen in Abschnitte aufgeteilt werden, wie in den begleitenden Zeichnungen gezeigt ist, so daß die großen Scherverformungen der Scherschichten über große Gebiete der Struktur unter der Wirkung von globalen Schwingungen mit langer Wellenlänge stattfinden können. Nachgiebige Füllstoffmaterialien werden zwischen jedes Paar von benachbarten Abschnitten eingeschoben, um unerwünschte Überbrückung durch das überschüssige Matrixmaterial zu verhindern.
  • Die Herstellung des länglichen Gliedes, eines wie in Figur 3A gezeigten Balkens oder Stabes, könnte in einem Beispiel als eine organische Zusammensetzung stattfinden. Die Dämpfungsschichten, die durch eine Faserwicklung oder ein Bandauflagerungsverfahren hergestellt werden, werden in Gestalt von Bändern oder besonderen Prepregs eingeführt. Strukturelle Komponenten, die dieses Dämfungskonzept benutzen, werden auch als Metallmatrix- oder Keramikmatrixzusammensetzungen hergestellt, die aus festen vorgefertigten Tafeln unter Benutzung von Klebstoffen zusammengebaut sind.
  • Diese Bauart kann auf rohrförmige Strukturen mit geschlossenem Abschnitt angewandt werden, bei denen die Schwingung ein Problem ist, einschließlich, aber nicht begrenzt auf, Strömungsmaschinenkomponenten, Torpedoraketen, Robotermanipulatoren, Schiffsmaschinenanlagenträger und Luftund Raumfahrzeuge. Sie kann auch auf strukturelle Glieder mit offenem Abschnitt angewandt werden, wie Balken und Kanäle zur Benutzung in Maschinenanlagenträgern. Weiterhin können in allen hier beschriebenen Ausführungsformen Dämpfungsschicht"schichtelemente", die ein gemeinsames viskoelastischen Polymer benutzen, auch mehr als eine Polymerart durch die Dicke einer gegebenen Wand benutzen.
  • Figur 5A ist eine schematische Darstellung einer isometrischen Ansicht einer vierten Ausführungsform eines intern gedämpften, dünnwandigen, zusammengesetzten länglichen Gliedes 60 mit steifen Schichten, die axial in Abschnitte aufgeteilt sind. Das mit einer Wand umgebene zusammengesetzte längliche Glied hat einen offenen oder geschlossenen rohrförmigen oder zylindrischen Querschnitt, in dem die steife Schicht 66 axial in Abschnitte aufgeteilt ist, und durch nachgiebige Füllstoffe 67 getrennt ist. Grundschichten 62, 62' sind jeweils mit Scherschichten 64, 64' überlagert, wobei die steife Schicht 76 dazwischen liegt. Viele Schichten der Grundschichten und der steifen Schichten können in einer Ausführungsform 60 eingebaut sein
  • Figur 5B ist eine schematische Darstellung einer isometrischen Ansicht einer fünften Ausführungsform eines intern gedämpften, dünnwandigen, zusammengesetzten länglichen Gliedes 70 mit steifen Schichten, die peripher in Abschnitte aufgeteilt sind. Das mit einer Wand umgebene zusammengesetzte längliche Glied 70 hat eine interne steife Schicht, die peripher in Abschnitte aufgeteilt ist. Grundschichten 72, 72' sind mit Scherschichten 74, 74' überlagert, wobei die steife Schicht 76 und nachgiebige Füllstoffe dazwischen liegen. Viele Schichten der Grundschichten und der steifen Schichten können in einer Ausführungsform 70 eingebaut sein.
  • Figur 5C ist eine schematische Darstellung einer isometrischen Ansicht einer sechsten Ausführungsform eines intern gedämpften, dünnwandigen, zusammengesetzten länglichen Gliedes 80 mit steifen Schichten, die sowohl axial als auch peripher in Abschnitte aufgeteilt sind. Das mit einer Wand umgebene zusammengesetzte längliche Glied 80 hat eine interne steife Schicht, die sowohl axial als auch peripher in Abschnitte aufgeteilt ist. Grundschichten 82, 82' sind mit Scherschichten 84, 84' mit der steifen Schicht 86 und nachgiebigen Füllstoffen 87 dazwischen überlagert. Viele Schichten können in einer Ausführungsform eingebaut sein.
  • In der oben beschriebenen Kombination können zahlreiche Veränderungen durchgeführt werden, und verschiedene Ausführungsformen dieser Erfindung können durchgeführt werden, ohne von der in den Patentansprüchen definierten Erfindung abzuweichen.

Claims (10)

1. Intern gedämpftes, dünnwandiges, zusammengesetztes längliches Glied (22), wobei das längliche Glied durch folgendes gekennzeichnet ist:
wenigstens eine in viele Abschnitte aufgeteilte Schicht aus zusammengesetztem Material (10) mit hohem Modus, die als eine steife Schicht arbeiten kann, wobei die steife Schicht eine erste und eine zweite Fläche neben denen der Abschnitte der aus vielen Abschnitten aufgeteilten Schicht, die voneinander beabstandet sind, hat; wenigstens zwei Schichten aus viskoelastischem dämpfendem Polymerfilm (8,8'), die betrieben werden können, um als eine Scherschicht zu wirken, wobei der viskoelastische dämpfende Polymerfilm (8,8') auf wenigstens den ersten und zweiten Flächen der steifen Schicht (10) angeordnet ist und daran gebunden ist; und
wenigstens zwei lasttragende Grundschichten (5,5'), die auf den Schichten aus viskoelastischem dämpfendem Polymerfum (8,8') angeordnet und daran gebunden sind.
2. Intern gedämpftes, dünnwandiges, zusammengesetztes längliches Glied (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in viele Abschnitte aufgeteilte Schicht aus einem zusammengesetzten Material (10) mit hohem Modus von einem nachgiebigem Füllstoff (12) getrennt wird, wobei der nachgiebige Füllstoff (12) zwischen benachbarten Abschnitten des zusammengesetzten Materials (10) eingeschoben wird.
3. Intern gedämpfter, dünnwandiger, zusammengesetzter länglicher Balken (20), der durch folgendes gekennzeichnet ist: wenigstens zwei lasttragende Grundschichten (5,5'), wobei jede lasttragende Grundschicht (5,5') eine erste und zweite Fläche hat, wobei die ersten und zweiten Flächen eben und parallel sind;
wenigstens zwei viskoelastische Scherschichten (8,8'), wobei die viskoelastischen Scherschichten (8,8') auf der zweiten Fläche der lasttragenden Grundschichten (5,5') angeordnet und daran gebunden sind; und
wenigsten eine in viele Abschnitte aufgeteilte steife Schicht (10), wobei die steife Schicht zwischen den viskoelastischen Scherschichten (8,8') schichtweise angeordnet und daran gebunden ist, neben denen der Abschnitte der in viele Abschnitte aufgeteilten Schicht, die voneinander beabstandet sind.
4. Intern gedämpfter, dünnwandiger, zusammengesetzter länglicher Balken (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte der in viele Abschnitte aufgeteilten steifen Schicht (10) von einem nachgiebigen Füllstoff (12) getrennt werden.
5. Mittel zum Liefern hoher Dämpfungsleistung in dünnwandigen zusammengesetzten Strukturen (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die steife Schicht (10) ein zusammengesetztes Material mit hohem Modus ist.
6. Intern gedämpftes, dünnwandiges, zusammengesetztes längliches Glied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Glied (60, 70, 80) einen zylindrischen Querschnitt hat.
7. Intern gedämpftes, dünnwandiges, zusammengesetztes längliches Glied (60) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die steife Schicht (66) axial in Abschnitte aufgeteilt ist.
8. Intern gedämpf tes, dünnwandiges, zusammengesetztes längliches Glied (70) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die steife Schicht (76) peripher in Abschnitte aufgeteilt ist.
9. Intern gedämpftes, dünnwandiges, zusammengesetztes längliches Glied (80) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die steife Schicht (86) axial und peripher in Abschnitte aufgeteilt ist.
10. Intern gedämpftes, dünnwandiges, zusammengesetztes längliches Glied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der viskoelastische dämpfende Polymerfilm, der auf de ersten Fläche der steifen Schicht (10) angeordnet ist, von dem viskoelastischen dämpfenden Polymerfilm, der auf der zweiten Fläche der steifen Schicht (10) angeordnet ist, verschieden ist.
DE69021857T 1990-01-09 1990-12-11 Intern gedämpfter dünnwandiger länglicher Körper aus Kompositmaterial mit ihm zugeordneten internen steifen Schichten. Expired - Fee Related DE69021857T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/462,375 US5108802A (en) 1990-01-09 1990-01-09 Internally damped thin-walled, composite longitudinal member having dedicated internal constraining layers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69021857D1 DE69021857D1 (de) 1995-09-28
DE69021857T2 true DE69021857T2 (de) 1996-05-23

Family

ID=23836216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69021857T Expired - Fee Related DE69021857T2 (de) 1990-01-09 1990-12-11 Intern gedämpfter dünnwandiger länglicher Körper aus Kompositmaterial mit ihm zugeordneten internen steifen Schichten.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5108802A (de)
EP (1) EP0437045B1 (de)
JP (1) JP3078854B2 (de)
KR (1) KR0178982B1 (de)
AT (1) ATE126866T1 (de)
AU (1) AU632887B2 (de)
CA (1) CA2032744C (de)
DE (1) DE69021857T2 (de)
IL (1) IL96772A (de)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX9206033A (es) * 1991-10-22 1993-05-01 Univ Brigham Young Amortiguamiento mejorado en estructuras compuestas a traves de acoplamiento por esfuerzo.
US5250132A (en) * 1991-12-02 1993-10-05 Westinghouse Electric Corp. Method of making a composite laminate having an internally damped constraining layer
US5256223A (en) * 1991-12-31 1993-10-26 The Center For Innovative Technology Fiber enhancement of viscoelastic damping polymers
US5447765A (en) * 1992-02-19 1995-09-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy High-damping rib-stiffened composite hollow cylinder core configuration
US5315203A (en) * 1992-04-07 1994-05-24 Mcdonnell Douglas Corporation Apparatus for passive damping of a structure
US5744221A (en) * 1992-09-15 1998-04-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Flexible high-damping composite structures and fabrication thereof
US5368914A (en) * 1993-03-03 1994-11-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Vibration-damping structural component
US5507477A (en) * 1994-07-28 1996-04-16 Trw Inc. Composite damping structures and related method
US5552209A (en) * 1994-07-29 1996-09-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Internally damped circuit articles
US5743326A (en) * 1994-10-05 1998-04-28 Aesop, Inc. Method of and apparatus for damping bending vibrations while achieving temperature control in beams and related
US5573344A (en) * 1994-10-17 1996-11-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy High damping composite joint for mechanical vibration and acoustic energy dissipation
USH1864H (en) * 1995-06-01 2000-10-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Vibration damping method for cylindrical members
US5654053A (en) * 1995-06-15 1997-08-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy High-energy-absorbing enclosure for internal explosion containment
US5672228A (en) * 1995-09-19 1997-09-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Vibration-damping of structural products
AU5584898A (en) 1996-11-15 1998-06-03 Brigham Young University Damped composite structures with fiber wave patterns and method and apparatus for making same
US6053664A (en) * 1997-03-03 2000-04-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Elastomeric composite bumper system and method for absorbing high energy impact
US20040062937A1 (en) * 2002-09-16 2004-04-01 Amorim Industrial Solutions, Inc. Flooring system underlayment
US20060006032A1 (en) * 2004-07-09 2006-01-12 Mike Loth Reinforced viscoelastic system
US20060266385A1 (en) * 2005-05-26 2006-11-30 Material Sciences Corporation Home appliance structure with integral noise attenuation
DE102010034145B3 (de) * 2010-08-12 2011-12-22 Howaldtswerke-Deutsche Werft Gmbh Lagerplattform zum Lagern mindestens eines Aggregats in einem Unterseeboot
CA2984107A1 (en) 2015-05-11 2016-11-17 Lord Corporation Damping devices, systems and methods for hollow shafts, struts, and beams with bending modes
CN107810344A (zh) 2015-06-15 2018-03-16 3M创新有限公司 多层阻尼材料
CN110562501A (zh) * 2019-09-27 2019-12-13 中国科学院沈阳自动化研究所 一种空间站用复合阻尼减振科学实验柜
KR20220147397A (ko) * 2021-04-27 2022-11-03 현대자동차주식회사 복합재 패널 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3110369A (en) * 1959-05-22 1963-11-12 Wright Barry Corp Self-damped laminar structure
GB1028884A (en) * 1963-02-25 1966-05-11 Lord Corp Damped structure
LU80296A1 (fr) * 1978-09-28 1980-04-21 Bekaert Sa Nv Structures amortissant des vibrations mecaniques
US4515845A (en) * 1983-05-16 1985-05-07 Schlegel Corporation Pile damper mechanism
JPS61211549A (ja) * 1985-03-18 1986-09-19 Nippon Kokan Kk <Nkk> 制振鋼板
US4954375A (en) * 1988-12-29 1990-09-04 Westinghouse Electric Corp. Vibration damping apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR0178982B1 (ko) 1999-04-01
IL96772A (en) 1994-01-25
EP0437045B1 (de) 1995-08-23
EP0437045A3 (en) 1991-11-13
DE69021857D1 (de) 1995-09-28
JPH04316742A (ja) 1992-11-09
ATE126866T1 (de) 1995-09-15
KR910014210A (ko) 1991-08-31
CA2032744A1 (en) 1991-07-10
US5108802A (en) 1992-04-28
CA2032744C (en) 2001-02-20
EP0437045A2 (de) 1991-07-17
JP3078854B2 (ja) 2000-08-21
AU6851890A (en) 1991-07-11
IL96772A0 (en) 1991-09-16
AU632887B2 (en) 1993-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69021857T2 (de) Intern gedämpfter dünnwandiger länglicher Körper aus Kompositmaterial mit ihm zugeordneten internen steifen Schichten.
DE69500914T2 (de) Verbundstoffstruktur für Dämpfung und entsprechendes Verfahren
DE60003585T2 (de) Strukturell laminierte platten mit metallischen aussenschichten und einer elastomerzwischenschicht
DE19715788C1 (de) Solargenerator für Satelliten
DE69805302T2 (de) Strukturelement mit einer vorrichtung zum verändern der steifigkeit zur schwingungskontrolle
DE3047341C2 (de) Stationäre Induktionsvorrichtung
DE69825309T3 (de) Aktiver lärmkontrolleanordnung in einem definierten volumen eines helikopters
DE1126684B (de) Einrichtung zur Daempfung der Biegebewegungen einer Flaeche
DE3428820A1 (de) Schwingungsisolator
Wiernicki et al. Structural analysis methods for lightweight metallic corrugated core sandwich panels subjected to blast loads
DE69001180T2 (de) Schwingungsdaempfende lagerung.
DE19527514C2 (de) Schnittstelle für die Schwingungsreduktion in strukturdynamischen Systemen
CH645440A5 (de) Elastische kupplung mit einem antreibenden, einem angetriebenen und einem zwischenglied.
Theotokoglou Strength of composite T-joints under pull-out loads
DE69230941T2 (de) Verbundstruktur mit verbesserter dämpfung durch spannungskupplung
DE102010034145B3 (de) Lagerplattform zum Lagern mindestens eines Aggregats in einem Unterseeboot
DE69831665T9 (de) Stossdämpferbock
DE2933726C2 (de)
DE102019200049A1 (de) A suspension assembly
EP0108875A1 (de) Träger zur Motor- oder Getriebeaufhängung eines Kraftfahrzeuges
DE3642747A1 (de) Huellkoerper fuer eine hydrophonanordnung
Mouring Buckling and postbuckling of composite ship panels stiffened with preform frames
EP2436594A1 (de) Unterseeboot
DE2843185C2 (de) Schwingungsisolierende Lageranordnung für ein Antriebsaggregat
DE1162137B (de) Vorgefertigtes lastaufnehmendes Bauelement fuer Bauwerke, Maschinen, Geraete od. dgl.

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee