RU2572541C1 - Композиционный вибропоглощающий материал - Google Patents
Композиционный вибропоглощающий материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572541C1 RU2572541C1 RU2014136076/05A RU2014136076A RU2572541C1 RU 2572541 C1 RU2572541 C1 RU 2572541C1 RU 2014136076/05 A RU2014136076/05 A RU 2014136076/05A RU 2014136076 A RU2014136076 A RU 2014136076A RU 2572541 C1 RU2572541 C1 RU 2572541C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration
- absorbing
- adhesive
- layer
- polymer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к авиакосмической промышленности и может быть использовано в бортовой звукотеплоизолирующей конструкции пассажирских самолетов и касается композиционного вибропоглощающего материала. Материал содержит: армирующий металлический слой, полимерные вибропоглощающий слой, выполненный из термопластичного полиуретана, и адгезионный - из полисульфидного герметика или клеевых композиций на основе каучуков различной химической природы. Соотношение толщин армирующего, вибропоглощающего и адгезионного слоев в предлагаемом материале составляет (3,0÷7,5):(5,0-25,0):1,0 соответственно. Изобретение обеспечивает повышение демпфирующих свойств вибропоглощающего материала и расширение температурного и частотного интервалов его эксплуатации при снижении массы изделия. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр., 2 табл.
Description
Изобретение относится к слоистым вибропоглощающим материалам и может быть использовано в авиакосмической промышленности, в частности в бортовой звукотеплоизолирующей конструкции пассажирских самолетов.
Известен слоистый демпфирующий материал, включающий армирующий слой на основе стали или алюминия, вязкоупругий слой на основе полимера простого акрилового эфира, его сополимеров или полиуретана, несущий слой на основе эластомера - полиизобутилена и ферритового наполнителя, адгезионный слой на основе силоксановых смол и удаляемый защитный слой (Патент США №8377553, опубл. 19.02.2013).
Недостатками данного изобретения являются минимальная рабочая температура -18°C и низкие демпфирующие свойства, в особенности в области отрицательных температур - коэффициент механических потерь на подложке из алюминия tgδ<0,05.
Также известен демпфирующий материал типа «сэндвич» - Antiphon МРМ RTE, состоящий из двух наружных слоев холоднокатаного металла толщиной от 0,4-3,0 мм и полимерной прослойки на основе триблоксополимера полистирола-бутадиена-стирола, расположенной между ними (спецификация на материал с сайта компании-производителя www.antiphon.se, доступ к сайту от 27.08 2014 г.).
Недостатками указанного материала является то, что он имеет сравнительно узкий интервал рабочих температур от -10 до +70°C (при частоте 200 Гц), согласно информации фирмы-производителя, рекомендован к применению при температуре выше комнатной и имеет высокую поверхностную плотность ≈8 кг/м2.
Известны слоистые и композиционные градиентные структуры с повышенными вибропоглощающими свойствами, представляющие собой полимерные композиционные материалы с интегрированными в их структуру демпфирующими слоями на основе нетканых материалов, например, термопластичных эластомеров (Заявка на патент США №20120164907, опубл. 28.06.2012).
Недостатком данного изобретения являются низкие демпфирующие свойства при отрицательных температурах: = 0,0095÷0,0177 при Т=-50÷0°C соответственно и частоте 100 Гц.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату, принятым за прототип, является слоистый вибропоглощающий материал Smacsonic Classic ST, состоящий из армирующего слоя на основе листового алюминия, полимерного слоя из резины марки Smactane и двухстороннего липкого слоя (спецификация на материал с сайта компании-производителя www.smac.fr, доступ к сайту - от 27.08.2014 г.).
Данный материал имеет низкие демпфирующие свойства tgδ=0,014 (на подложке из алюминиевого сплава Д16АТ толщиной 1,0 мм) при температуре -60°C и частоте 100 Гц. К недостаткам материала-прототипа также относятся минимальная рабочая температура -40°C и высокая поверхностная плотность - 3,0 кг/м2, что нежелательно для применения в авиации.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение демпфирующих свойств и расширение температурного и частотного интервалов эксплуатации при снижении массы изделия.
Для достижения технического результата предложен композиционный вибропоглощающий материал, содержащий армирующий металлический слой, полимерные вибропоглощающий и адгезионный слои, отличающийся тем, что в качестве полимера для вибропоглощающего слоя используют термопластичный полиуретан на основе простого полиэфира с молекулярной массой свыше 1000, а адгезионный слой состоит из полимерного материала с температурой стеклования от -50°C до -20°C.
На фиг. 1 показана структура предлагаемого композиционного вибропоглощающего материала, включающая армирующий слой (1) и вибропоглощающие слои - базовый (2) и адгезионный (3).
Слой на основе термопластичного полиуретана является базовым полимерным вибропоглощающим слоем в широком диапазоне температур и имеет коэффициент механических потерь tgδ=0,08 на подложке из алюминиевого сплава толщиной 1 мм при температуре 20°C и частоте 100 Гц.
Также отличием предлагаемого композиционного вибропоглощающего материала является то, что для создания адгезионного слоя используют один из материалов, выбранный из группы: полисульфидный герметик для полимерного композиционного материала, клеевая композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука для полимерного композиционного материала, клеевая композиция на основе полиуретанового каучука, клеевая композиция на основе кремнийорганического каучука для полимерного композиционного материала.
Адгезионный слой используется не только для соединения с вибрирующей поверхностью, но и обеспечивает повышение коэффициента механических потерь предлагаемого композиционного вибропоглощающего материала при пониженной температуре Т=-60°C. Полимерные материалы в наибольшей степени проявляют демпфирующие свойства в области перехода из стеклообразного состояния в высокоэластическое, т.е. вблизи температуры стеклования. Поскольку интервал температур стеклования предлагаемых полимерных материалов на температурной шкале лежит вблизи Т=-60°C, то это обеспечивает дополнительное повышение коэффициента механических потерь в заданном температурном интервале.
Еще одним отличием является то, что в качестве металла для армирующего слоя используют сплав на основе алюминия.
Наличие армирующего слоя из алюминиевого сплава обеспечивает повышение демпфирующих свойств за счет дополнительных сдвиговых деформаций, возникающих между ним и вибропоглощающим слоем, при сохранении низкой массы конструкции.
Кроме того, отличием является оптимальное соотношение толщин армирующего, вибропоглощающего и адгезионного слоев, что обеспечивает вибропоглощающие свойства, снижение веса конструкции, простоту монтажа и повышение эксплуатационных характеристик (обеспечивается целостность конструкции изделия).
Описание чертежей
На Фиг.1 представлен вид композиционного вибропоглощающего материала в разрезе с последовательно расположенными слоями, начиная от внешнего армирующего слоя. На фиг.1 показана структура предлагаемого композиционного вибропоглощающего материала, включающая металлический армирующий слой (1) и полимерные вибропоглощающие слои - базовый (2) и адгезионный (3).
Примеры осуществления
Пример 1.
Изготовление композиционного вибропоглощающего материала производили путем прессования на гидравлическом прессе при температуре (165±5)°C и давлении 0,3 МПа пакета, включающего следующие слои - базовый вибропоглощающий из листового термопластичного полиуретана на основе простого полиэфира с молекулярной массой свыше 1000 марки Витур Т-0533-90С (ТУ 2255-019-32972176-2010) и армирующий - из алюминиевого сплава Д16АТ (ГОСТ 21631-76). Для соединения с вибрирующей поверхностью на полученный пакет со стороны вибропоглощающего слоя наносится адгезионный вибропоглощающий слой из серийного полисульфидного герметика марки Витэф 1НТ(ТУ 1-595-28-708-2003).
Изготовление композиционного вибропоглощающего материала по Примерам 2-4 производили аналогично Примеру 1, но в качестве базового вибропоглощающего слоя применяли полиуретан на основе простого полиэфира Витур Т-043390С(ТУ 2255-019-32972176-2010) с молекулярной массой 1500. В Примере 3 в качестве армирующего слоя использовали алюминиевый сплав марки 1441 (ТУ 1-804-453-2008), в Примере 4 для изготовления адгезионного вибропоглощающего слоя использовали клеевую композицию для полимерных композиционных материалов на основе бутадиен-нитрильного каучука.
Вибропоглощающие свойства оценивали по коэффициенту механических потерь материалов на подложке из алюминиевого сплава Д16АТ толщиной 1, 0 мм, моделирующего вибрирующую поверхность, на динамическом механическом анализаторе DMA/SDTA861e фирмы Mettler Toledo (в статической воздушной среде) в условиях трехточечного изгиба в диапазоне температур от -60 до +100°C и при частоте 100 Гц по методике ММ 1.595-11-428-2011.
Поверхностную плотность материалов определяли по методике ГОСТ 17037.
Составы материалов по примерам 1-4 приведены в таблице 1, свойства - в таблице 2.
Предложенный композиционный вибропоглощающий материал обладает высокими демпфирующими свойствами в широком диапазоне температур, в частности при Т=-60°C, и низкой поверхностной плотностью, что позволяет использовать его для снижения вибрации и структурного шума, передающегося в том числе по «холодным» силовым элементам конструкции планера и обшивки для обеспечения высокого уровня акустической комфортности внутри салона самолета.
Сочетание указанных свойств достигается за счет предлагаемой слоистой структуры материала с определенным соотношением толщин его слоев и подбора вибропоглощающих слоев в зависимости от их температур стеклования.
Claims (3)
1. Композиционный вибропоглощающий материал, содержащий армирующий металлический слой, полимерные вибропоглощающий и адгезионный слои, отличающийся тем, что армирующий металлический слой выполнен из алюминиевого сплава, вибропоглощающий слой выполнен из термопластичного полиуретана на основе простого полиэфира с молекулярной массой свыше 1000, а адгезионный слой выполнен из полимерного материала с температурой стеклования, лежащей в области от -50°C до -20°C.
2. Композиционный вибропоглощающий материал по п. 1, отличающийся тем, что полимерный адгезионный слой состоит из материала, выбранного из группы: полисульфидный герметик, клеевая композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука, клеевая композиция на основе полиуретанового каучука, клеевая композиция на основе кремнийорганического каучука.
3. Композиционный вибропоглощающий материал по п. 1, отличающийся тем, что соотношение толщин армирующего, вибропоглощающего и адгезионного слоев составляет (3,0÷7,5):(5,0-25,0):1,0.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014136076/05A RU2572541C1 (ru) | 2014-09-04 | 2014-09-04 | Композиционный вибропоглощающий материал |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014136076/05A RU2572541C1 (ru) | 2014-09-04 | 2014-09-04 | Композиционный вибропоглощающий материал |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2572541C1 true RU2572541C1 (ru) | 2016-01-20 |
Family
ID=55086966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014136076/05A RU2572541C1 (ru) | 2014-09-04 | 2014-09-04 | Композиционный вибропоглощающий материал |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2572541C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781064C1 (ru) * | 2021-07-22 | 2022-10-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Вибропоглощающий слоистый композитный металл-полимерный материал с использованием термопластичного эластомера на основе сополиуретанимида ГАН-Р |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1323523A2 (de) * | 2001-12-20 | 2003-07-02 | Stankiewicz GmbH | Dämpfungsbelag zum Entdröhnen von Blechen |
US20040180177A1 (en) * | 2003-03-12 | 2004-09-16 | Ray Kyle A. | Thermoformable acoustic material |
WO2010079319A1 (en) * | 2009-01-07 | 2010-07-15 | Hexcel Composites Ltd | Improved composite materials |
RU2456178C1 (ru) * | 2010-10-28 | 2012-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СГМ Технология" | Теплоизолирующий и вибропоглощающий листовой материал |
RU2472648C1 (ru) * | 2011-06-10 | 2013-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Многослойное армированное виброшумодемпфирующее покрытие панели кузова автотранспортного средства |
US8377553B2 (en) * | 2007-12-05 | 2013-02-19 | Material Sciences Corporation | Constrained layer damper, and related methods |
-
2014
- 2014-09-04 RU RU2014136076/05A patent/RU2572541C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1323523A2 (de) * | 2001-12-20 | 2003-07-02 | Stankiewicz GmbH | Dämpfungsbelag zum Entdröhnen von Blechen |
US20040180177A1 (en) * | 2003-03-12 | 2004-09-16 | Ray Kyle A. | Thermoformable acoustic material |
US8377553B2 (en) * | 2007-12-05 | 2013-02-19 | Material Sciences Corporation | Constrained layer damper, and related methods |
WO2010079319A1 (en) * | 2009-01-07 | 2010-07-15 | Hexcel Composites Ltd | Improved composite materials |
RU2456178C1 (ru) * | 2010-10-28 | 2012-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СГМ Технология" | Теплоизолирующий и вибропоглощающий листовой материал |
RU2472648C1 (ru) * | 2011-06-10 | 2013-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Многослойное армированное виброшумодемпфирующее покрытие панели кузова автотранспортного средства |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781064C1 (ru) * | 2021-07-22 | 2022-10-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Вибропоглощающий слоистый композитный металл-полимерный материал с использованием термопластичного эластомера на основе сополиуретанимида ГАН-Р |
RU2781011C1 (ru) * | 2021-07-22 | 2022-10-05 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Вибропоглощающий слоистый композитный металл-полимерный материал с использованием термопластичного эластомера на основе сополиуретанимида П-Р |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3160549A (en) | Vibration damping structures | |
Rao | Recent applications of viscoelastic damping for noise control in automobiles and commercial airplanes | |
MX345676B (es) | Metodo para seleccionar una capa intermedia para amortiguacion vibroacustica, una capa intermedia y encristalado que comprende dicha capa intermedia. | |
JP5296673B2 (ja) | 防音合せ板ガラス、防音インサート及び最適防音減衰の該インサートを選択する方法 | |
JP2010517864A5 (ru) | ||
US7669910B2 (en) | Acoustic damping section which is disposed between a window panel and the body of a vehicle | |
EP2944844B1 (en) | Method and apparatus for reducing structural vibration and noise | |
JP5860924B2 (ja) | 振動音減衰特性が向上されたグレージングユニット、そのようなグレージングユニットを製造する方法、および車両の乗客室内の防音方法 | |
RU2458874C2 (ru) | Акустическое остекление | |
ES2722179T3 (es) | Material de insonorización acústica con características de fractura mejoradas y métodos para la fabricación del mismo | |
EP2417197B1 (en) | Acoustic damping composition having elastomeric particulate | |
MX2019013235A (es) | Pelicula intermedia para vidrio laminado, y vidrio laminado. | |
US20070284185A1 (en) | Damped structural panel and method of making same | |
MX2020007933A (es) | Pelicula intermedia para vidrio laminado y vidrio laminado. | |
EP3152048B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur entdröhnung eines bauteils | |
CN109294470A (zh) | 一种减振降噪约束阻尼板制造方法及减振降噪约束阻尼板 | |
RU2572541C1 (ru) | Композиционный вибропоглощающий материал | |
US20160361898A1 (en) | Laminated substrate for window, laminated substrate for window with frame body, automobile with laminated substrate for window, and intermediate layer structure for laminated substrate for window | |
GB2492278A (en) | Viscoelastic damped jumpers | |
WO2020255969A1 (ja) | ディスクブレーキ用シムおよびディスクブレーキ | |
RU2522535C2 (ru) | Элемент остекления с усовершенствованными свойствами вибрационно-акустического ослабления, способ изготовления такого элемента остекления и способ акустической защиты в кабине транспортного средства | |
RU2472649C1 (ru) | Панель звукоизолирующая | |
CN106151338A (zh) | 一种减振降噪用复合阻尼板 | |
CN209240616U (zh) | 一种汽车地毯 | |
JPH09177370A (ja) | 免震構造体 |