广告服务 | 联系我们

风力发电机组的噪声控制

2.1.1 阻尼材料及其特性

    材料阻尼是指材料内部在经受振动变形过程中损耗振动能量的能力[3]。阻尼材料也称粘弹阻尼材料,或粘弹性高阻尼材料。它是一种兼有某些粘性液体和弹性固体特性的材料。粘性液体有耗散能量的能力,而不能储存能量;相反,弹性材料有储存能量的能力,而不能耗散能量。粘弹性材料介于两者之间,当它产生动态应力和应变时,有一部分能量被转化为热能而耗散掉,而另一部分能量以位能的形式储存起来。能量被转化和耗散的现象表现为阻尼特性。利用它可抑制共振频率下的振动峰值,减少振动沿结构的传递,降低结构噪声。

    各种阻尼材料都受环境温度和工作频率的影响,温度不同,工作频率不同,阻尼特性也不同。作为良好的阻尼材料,应在较宽温度范围和较宽频率范围具有较高的损耗因子,如图1 所示。

2.1.2 表面阻尼处理

    表面阻尼处理主要应用于受弯曲振动为主的厚度不大的构件或薄板零件。风力发电机舱以及隔板等均为薄板振动件,因此表面阻尼处理在风力发电机上能得以应用。表面阻尼处理通常分为自由阻尼处理和约束阻尼处理两大类。

(1)自由阻尼处理

    将一层一定厚度的粘弹阻尼材料粘贴于基板表面上,当基板产生弯曲振动时,阻尼层随基本层一起振动,在阻尼层内部产生拉-压变形。根据阻尼材料的耗能机理,当阻尼材料内部产生交变应力时,阻尼材料就会将有序的机械能转化为无序的热能,从而起到耗能的作用。自由阻尼结构如图2 所示,阻尼层越厚,阻尼损耗因子越大,制振效能就越好。

(2)约束阻尼处理

    在自由阻尼处理的阻尼层外侧表面再粘贴一弹性层,这一弹性层应具有远大于阻尼层的弹性摸量。当阻尼层随基本结构层一起产生弯曲振动而使阻尼层产生拉-压变形时,由于粘贴在外侧弹性层的弹性摸量远大于阻尼层的弹性摸量,因此这一弹性层将起到约束阻尼层的拉-压变形的作用,所以这一弹性层被称为约束层,而受弹性层约束的阻尼层被称为约束阻尼层。由于阻尼层与基本层接触的表面所产生的拉-压变形不同于与约束层接触的表面所产生的拉-压变形,从而在阻尼材料内部产生剪切变形。因此约束阻尼处理结构中,阻尼层不仅承受拉-压变形,还同时承受剪切变形,它们都能起到耗能作用,如图3 所示。约束阻尼结构比自由阻尼结构耗散更多的能量,因此具有更好的减振降噪效果。

来源:中国风能协会