压电阻尼复合材料在船舶承力轴承减振中的应用研究

    船舶上的轴承在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的作用，是机械设备中的一种举足轻重的零部件。而承力轴承损耗因子小，很难将吸收的机械能消耗掉，对航行造成安全隐患；影响船上人员的工作效率及生活舒适性，影响航行操作；同时由振动所产生的噪声会影响军事舰船、潜艇的隐蔽性［１－４］。

    阻尼材料是一种能吸收振动机械能并转化为热能而耗散的功能材料。它利用阻尼材料在变形时把动能变成为热能的原理，降低结构的共振振幅，增加疲劳寿命和降低结构噪声［５］。智能型阻尼材料是一类能从自身表层或内部获取关于环境条件及其变化信息，并进行判断、处理和做出反应，以改变自身结构与阻尼功能并使其很好地与外界协调，具有自适应性的材料［６］。

    目前常用的智能材料主要有压电材料、形状记忆材料、电致伸缩材料和电流变体、液晶阻尼材料等，而压电类智能材料不仅具有比重小、电信号直接驱动等特点，同时机电转化效率高、拥有可控频带宽等优点，被广泛地应用于船舶结构减震等领域［７－９］。０－３型压电陶瓷／环氧树脂／导电碳黑复合材料是一种新型阻尼材料，是将０维的压电陶瓷粉末分散于３维连通的环氧树脂中，加入导电相碳黑制备成型。０－３型复合材料中各组分材料的选择及配比和制备工艺都将影响材料的结构，从而影响复合材料的性能［１０－１４］。

   采用环氧树脂为基体、铌镁锆钛酸铅（ＰＭＮ）为压电相、导电炭黑（ＣＢ）为导电相制备０－３型压电复合材料，以此材料作为阻尼层构建船舶承重轴承模型。对其阻尼性能进行研究，以期进一步提高船舶承重轴承的阻尼性能。

    １　实验及测试方法

    １．１　原料

    双酚Ａ型环氧树脂，ＣＹＤ－１２７，环氧值０．５３～０．５６ｅｑ／１００ｇ，巴陵石化有限公司；ＰＭＮ，平 均 粒径１０μｍ，淄博宇海电子陶瓷有限公司；导电炭黑，平均粒径６μｍ，美国ＣＡＢＯＴ；多乙烯多胺、聚酰胺，武汉宏大化工；各种助剂。

    １．２　试样制备

    将环氧树脂、ＰＭＮ陶瓷、导电炭黑按质量比１００∶６３∶６混合均匀，加入１０％多乙烯多胺（树脂质量比）与３０％聚酰胺固化剂，配合助剂混合均匀，除去气泡，浇注成型工艺制备０－３型ＰＭＮ／ＣＢ／ＥＰ复合材料。固化工艺为常温固化４ｈ，１００℃后固化２ｈ。

    １．３　测试方法

    １．３．１　ＰＭＮ／ＣＢ／ＥＰ复合材料测试