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環(huán)保阻尼減振降噪材料以水性聚合物乳液為粘結(jié)劑，以具有不同形貌、形狀和粒徑的無(wú)機(jī)物為填充料，通過(guò)調(diào)整無(wú)機(jī)填料組合并控制填充料與粘結(jié)劑之間的界面結(jié)構(gòu)，利用填料與聚合物及填料之間的摩擦作用實(shí)現(xiàn)阻尼減振（材料受到交變應(yīng)力作用，發(fā)生滯后應(yīng)變，形成力學(xué)損耗進(jìn)而產(chǎn)生阻尼作用，實(shí)現(xiàn)阻尼減振），達(dá)到高效降噪的目的。

本成果可滿足新一代軌道列車隔音降噪要求，提高旅客的乘坐舒適性。

一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 （1）國(guó)際首創(chuàng)性提出連續(xù)-非連續(xù)多體耦合動(dòng)力學(xué)建模方法 廈門大學(xué)肖望強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上率先提出連續(xù)-非連續(xù)多體耦合動(dòng)力學(xué)建模方法，研究有限元的載荷邊界與離散元的位移邊界的雙向傳遞過(guò)程，將接觸載荷從離散元域向結(jié)構(gòu)有限元節(jié)點(diǎn)等效移置映射。解決了使用粒子阻尼關(guān)鍵技術(shù)的高端設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)法采用有限元法對(duì)其動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行分析的難題。 應(yīng)用該分析方法，為保障冬奧列車在京張線350Km/h運(yùn)行速度下舒適的聲環(huán)境，為各國(guó)政要和冰雪健兒的冬奧專列旅程帶來(lái)寧?kù)o舒適的感受。廈門大學(xué)開(kāi)展科研攻關(guān)，最終克服技術(shù)難題，突破創(chuàng)新，在航空航天技術(shù)基礎(chǔ)上，針對(duì)輪軌和空氣渦激等振動(dòng)激勵(lì)源，在冬奧4動(dòng)4拖動(dòng)力分散式動(dòng)車組頭車結(jié)構(gòu)上，專門研制了冬奧列車專用粒子阻尼裝置，解決了高速冬奧專列噪聲控制的世界難題。該裝置不畏極寒天氣，不改變車廂結(jié)構(gòu)，顯著提升了冬奧專列高速運(yùn)行時(shí)車廂內(nèi)聲環(huán)境舒適度，在高鐵車廂內(nèi)部形成一層無(wú)形的“隔聲護(hù)盾”。京張線冬奧列車如圖1所示，實(shí)車測(cè)試如圖2所示。 圖1 京張線冬奧列車 圖2 實(shí)車測(cè)試 2020年12月，教育部在北京組織召開(kāi)成果鑒定會(huì)，鑒定意見(jiàn)為：該成果技術(shù)難度大，創(chuàng)新性強(qiáng)，具有重大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，項(xiàng)目綜合水平達(dá)到同類產(chǎn)品國(guó)際先進(jìn)水平。

研發(fā)階段/n本發(fā)明提供了一種車用周期性阻尼結(jié)構(gòu)及其減振降噪方法，其結(jié)構(gòu)是將多個(gè)阻尼片按一定相對(duì)間隔周期性粘貼于基板上，其減振降噪方法即周期性阻尼結(jié)構(gòu)粘貼方法，需確定的參數(shù)包括阻尼片粘貼位置和阻尼片自身結(jié)構(gòu)尺寸：阻尼片的長(zhǎng)度、寬度、厚度和形狀特點(diǎn)以及阻尼片間相對(duì)位置。阻尼片長(zhǎng)度不超出所需減振部位尺寸，阻尼片寬度為１ｃｍ～１０ｃｍ，厚度為基板厚度的２～１０倍，阻尼片間相對(duì)間隔中心距為１０ｃｍ～５０ｃｍ，阻尼片個(gè)數(shù)≥三個(gè)周期。本發(fā)明依據(jù)聲子晶體帶隙機(jī)理，對(duì)車用阻尼材料的粘貼方法進(jìn)行了創(chuàng)新，達(dá)到了更好的車輛

核殼結(jié)構(gòu)乳膠粒子的合成及其性能的研究是乳液聚合領(lǐng)域中的一個(gè)重要方面，其中多層核殼結(jié)構(gòu)乳膠粒子是一組特殊的群體，在生物、物理、化學(xué)等方面都有著潛在的應(yīng)用。本技術(shù)利用分子設(shè)計(jì)的思想，成功合成了具有梯度結(jié)構(gòu)的多層核殼聚（I-J）互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物，以此乳液作為基料樹(shù)脂，通過(guò)加入合適的助劑及填料，配制成阻尼涂料。將具有不同玻璃化溫度的乳液進(jìn)行共混并測(cè)試混合乳液的阻尼性能，發(fā)現(xiàn)共混乳液的阻尼性能不如多層核殼結(jié)構(gòu)乳膠粒乳液的阻尼性能優(yōu)良；在同等工藝條件下合成的具有不同層數(shù)的核殼乳膠粒子中，多層核殼結(jié)構(gòu)乳膠粒子的阻尼性能最佳。

本發(fā)明公開(kāi)了一種輪輻降噪阻尼聚合物材料及其制備方法，采用如下步驟：將PEG加入到適量DMF中，攪拌溶解后，加入計(jì)量MDI，在N2保護(hù)下，生成NCOPEG預(yù)聚物。按NCO測(cè)定值加入計(jì)量BDO，擴(kuò)鏈反應(yīng)2h后高速攪拌滴加丙烯酸脂類單體(含溶解的0.9％的引發(fā)劑)。補(bǔ)加引發(fā)劑，加完后升溫3℃，保溫反應(yīng)2.5h，制得聚合物原料成分質(zhì)量比為BDO∶MDI∶PEG∶丙烯酸酯類單體∶DMF＝1∶2.86∶3.16∶5.25∶7的PU/PA輪輻降噪阻尼聚合物，倒入模具中，于80℃真空干燥箱中保持48h后得產(chǎn)物。本發(fā)明方法環(huán)保低毒，無(wú)論是固化前還是固化后，都不含有有害物質(zhì)產(chǎn)品，具有良好的阻尼性能。其tanδ在30℃時(shí)損耗因子最高，最大值tanδmax＝0.723；在50～60℃之間最低，最小值為tanδmin＝0.537；溫域范圍為-40℃～65℃。

板式電渦流阻尼器解決了電渦流阻尼難以用于大型結(jié)構(gòu)減振的技術(shù)瓶頸問(wèn)題，具有根本變革意義的工程結(jié)構(gòu)減振新技術(shù)。板式電渦流阻尼器技術(shù)沒(méi)有工作流和機(jī)械摩擦，有效解決了提高阻器疲勞壽命和提高反應(yīng)靈敏度的難題，它與主結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何機(jī)械連接，極大簡(jiǎn)化了調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的結(jié)構(gòu)并且調(diào)節(jié)方便，實(shí)現(xiàn)將耗能效率提高6至8倍，特別適合用于調(diào)諧質(zhì)量減振器。世界最大調(diào)諧質(zhì)量減振器已經(jīng)采用了板式電渦流阻尼技術(shù)，并成功安裝在606m高的上海中心大廈上，該技術(shù)還被應(yīng)用于矮寨大橋、洞庭湖大橋、港珠澳大橋、湖南赤石大橋、榕江鐵路橋等重大工程，近期更是被應(yīng)用于位于非洲摩洛哥的全球規(guī)模最大的太陽(yáng)能光熱電站三期項(xiàng)目NoorIII，該減振方式可使吸熱塔在經(jīng)受大風(fēng)挑戰(zhàn)時(shí)產(chǎn)生的“壓力”減少60%。

金屬橡膠阻尼減振技術(shù)是技術(shù)含量很高的國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)，利用該技術(shù)可以制備出不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能特點(diǎn)的金屬橡膠隔振器。金屬橡膠隔振器中的彈性阻尼元件是以金屬絲為原材料，不含有任何普通橡膠，但經(jīng)過(guò)特殊工藝成型后，阻尼元件卻具有普通橡膠一樣的彈性，工作中通過(guò)彈性元件變形產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)阻尼和元件內(nèi)部金屬絲接觸點(diǎn)產(chǎn)生的干摩擦實(shí)現(xiàn)阻尼減振，具有良好的抗沖擊和過(guò)臨界性能，是高低溫、大溫差、強(qiáng)輻射及腐蝕環(huán)境下普通橡膠隔振器的最佳替代品。

本發(fā)明涉及土木工程，道路工程用的一種減振降噪橡膠混凝土技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所 述的減振降噪橡膠混凝土，以最大粒徑為 15mm 的橡膠塊代替部分粗骨料，其中橡膠塊 的體積含量為粗骨料體積含量的 13～17％。本發(fā)明的橡膠混凝土其拌合料的塌落度雖然 會(huì)比相同配置的普通混凝土略有降低，但在施工過(guò)程中可以通過(guò)調(diào)節(jié)水泥漿的用量來(lái)調(diào) 整塌落度，使這種混凝土易于施工，滿足工程施工要求；同時(shí)也達(dá)到了減振降噪的效果。 另外，在混凝土中摻入廢舊橡膠塊，解決了廢橡膠處理時(shí)費(fèi)用高和環(huán)境污染等問(wèn)題。

阻尼材料是一類主要應(yīng)用于控制振動(dòng)、降低噪音的材料。在日本，阻尼減振材料的使用始于二十世紀(jì)五十年代初，此前此方面的研究開(kāi)發(fā)已盛行于歐洲，主要用于設(shè)備如：防止航空飛機(jī)的振動(dòng)、潛水艇螺旋槳聲音的泄露等。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，人們對(duì)生活環(huán)境舒適性的要求越來(lái)越高，用于減振降噪的阻尼材料的研究開(kāi)發(fā)也越來(lái)越受到社會(huì)各界的關(guān)注，應(yīng)用市場(chǎng)正逐漸被打開(kāi)。技術(shù)成果轉(zhuǎn)讓4項(xiàng)：株式會(huì)社本田技術(shù)研究所：氫鍵利用的汽車用高阻尼材料的研究。住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社：能控制特定范圍的阻尼特性的高分子/小分子組成的有機(jī)雜化系的研究。東海橡膠工業(yè)株式會(huì)社：高性能制振材料的研發(fā)。江陰海達(dá)橡塑制品有限公司：城市軌道交通用阻尼材料的開(kāi)發(fā)。在軌道交通上的應(yīng)用開(kāi)發(fā)：1）四方時(shí)速160公里軟臥車輛的減振降噪：研制了阻尼涂料、瀝青型和丁基橡膠型高性能阻尼材料，分別安裝了3節(jié)軟臥車，已完成裝車和振動(dòng)、噪聲的實(shí)測(cè)。2）鐵道的阻尼橡膠墊：保持現(xiàn)有產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)的同時(shí)，大幅提高阻尼性能，已完成樣品試制、性能測(cè)試工作。3）城市軌道交通用阻尼材料：研制了約束型、非約束型、磁性阻尼材料。項(xiàng)目在株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司進(jìn)行了客車阻尼材料的生產(chǎn)，江西耐普實(shí)業(yè)集團(tuán)進(jìn)行了耐磨阻尼材料的開(kāi)發(fā)，江蘇東旭科技有限公司進(jìn)行了再生膠阻尼產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，以上單位生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工藝指標(biāo)先進(jìn)，運(yùn)作情況良好。