【摘要】 需要注意的是，滞回阻尼通常在数学上被描述为弹簧和阻尼器的组合。

阻尼可以被定义为振动结构的能量耗散。这意味着将振动能量转化为其他形式的能量(如热)，从而从振动系统中去除能量。机械能被转换成的能量的类型主要取决于振动系统的类型和导致耗散的实际物理机制。众所周知，对于大多数振动系统来说，大部分能量都会转化为热量。振动中能量的具体消散方式取决于结构中活跃的物理机制。这些物理机制是复杂的物理过程，目前还没有完全了解。结构中存在的阻尼类型将取决于在给定情况下占主导地位的机构。因此，测量阻尼的方法在很大程度上取决于这些机构的假设。

 

H.Abramovich[1]等人采用磁滞回线法对航空航天飞机结构部件用Hexply 8552 AGP 280-5H复合材料层合板的阻尼特性进行了深入研究，并与铝试件(2024 T351)的结果进行了比较。结果表明，迟滞回线法得到的损耗因子η仅与外加激励频率线性相关，与预加载和应力幅值无关。对于本系列试验中使用的试件，发现铝试件的纵向阻尼高于复合材料试件，而对于弯曲振动，层压板具有更高的阻尼值。

 

需要注意的是，滞回阻尼通常在数学上被描述为弹簧和阻尼器的组合。Maxwell模型可以用一个纯粘性阻尼器和一个纯弹性弹簧串联来表示，而Kelvin-Voigt模型，也称为Voigt模型，可以用一个纯粘性阻尼器和一个纯弹性弹簧并联来表示。最后一个模型，标准线性实体(SLS)模型或Zener模型，是一种使用弹簧和阻尼器的线性组合来模拟粘弹性材料行为的方法。

 

图1 磁滞回路法。[1]

 

他们采用迟滞回线法，通过计算稳态谐波载荷引起的每周期振荡的能量损失来估计阻尼。通过绘制给定运动周期的瞬时应力与应变，生成椭圆形迟滞曲线。在迟滞回路内捕获的面积D，将等于每周期谐波运动的耗散能量。对于合理的阻尼等级，回路面积可用来计算损耗因子η，公式如下：

将ψ定义为比阻尼系数(SDC)，可以将上述各量之间的关系表示为:

图2. 模态试验设置。[1]

 

采用磁滞回线法对航空飞行器结构部件复合材料层合板的阻尼特性进行了深入研究，并与铝试件的结果进行了比较。研究结果表明，在低预压和应力幅值水平下，铝的纵向损耗因子无法用迟滞回线法检测到。对层压复合材料对称样品进行了类似的研究，这些样品由具有基本层压板[0°，45°，90°，45°]的单向层制成，屈服厚度分别为1 mm和2 mm(层压板L1和L2)和具有基本层压板[0°，45°]的织物，屈服厚度为2 mm(层压板LFF)。

 

结果表明，纵向损耗因子η与激励频率呈线性关系，与预应力和应力幅值无关。结果表明，所有层合板的损耗因子与外加激励频率具有相同的线性关系。仅在纵向上与铝试件相比阻尼值较低，而对于面外弯曲振动，层合板表现出更大的阻尼因子。

 

需要注意的是，用迟滞回线法得到的实验结果只适用于所测试的材料和层压结构。为了扩大使用迟滞回线方法的测试结果的适用性，可能建议对只有0°和只有90°纤维的层压板进行测试，从而能够计算由给定材料制成的具有任何纤维方向的任何层压板。

 

[1] H. Abramovich, D. Govich, A. Grunwald, Damping measurements of laminated composite materials and aluminum using the hysteresis loop method, Progress in Aerospace Sciences, 78 (2015) 8-18.

 

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