汽车减振技术
１、车内噪音与防音材的定位
２、减振的功能与原理
（１）减振
・所谓减振就是把固体表面的振动Energy转换为热Energy，使固体表面的振动
变小的技术。
・减振不仅仅是降低固体表面的振动，还能够降低来自固体表面的辐射的
固体音。
特别是在降低振动面的共振点旁边的振动方面发挥效果。
・这个减振技术是作为振动对策技术自古以来研究的，但是与减振材料的开发一起、备受瞩目，
推进了这项研究。
・相对于此、防振事减小振动源与被振动源之间的
振动传递率、相当于振动阻隔的技术。
（２）原理
・所有的材料具有固有的物性值，密度、弹性率、Poisson比等是表示材料自身的振动的形态的基本的的物性值。
・其中，弹性率分为作用于材料的伸缩应力的情况的纵弹性率与扭转和剪切应力作用的情况的横弹性率，一般用复数量来表示。
・纵弹性率＝Young率、横弹性率＝剪切弹性率・刚性率，这样的叫法复数Young率E*、复数弹性率G*用下式来表示。
・根据上式，在材料上作用各个应力时的实数部与虚数部的比、即：
E”/E’、G”/G’叫做损失系数tanδ或者η。
・这个值是与减振性能相关的量，通过把振动Energy转换为热Energy来消費引起振动吸収。
【物质的特性值（物性值）】
①密度
相当于物质的单位体积的质量就叫做密度（物质1m3是多少kg的值）。
②纵弹性系数与横弹性系数
纵弹性系数E与横弹性系数G表示材料的变形难度（值越大的材料
越南变形），每个材料具有固有的值的物性值。
另外，纵弹性系数与横弹性系数之间关系如下。
③泊松比
在弹性限度内的话纵向变形（垂直变形）e
与横向变形e’具有比例关系，那时的
比率叫做泊松比与泊松数。
④体积弹性率
表示体积变化的难易。固体的话不怎么有问题，但是处理
液体和气体等方面有很重要的特性。
体积弹性率与纵弹性系数有着如右所示的关系。
【材料的物性值】
【粘弹性材料的物理特性】
高分子材料是各个分子锁随机相互缠绕，结晶部和非结晶部混在的状态下存在的，温度·频率依存性依存与分子的粘弹性。这些材料的分子锁具有各种各样的运动模式，每一个模式在特定的温度、特定的频率下释放能量。减振性能在分子运动变得活跃的转移领域变得最大。在玻璃领域 的材料分子的主锁的局部性运动在转移领域转变为微观布朗运动，由它引起巨大的损失。另外，这是温度-频率换算式，W.L.f.（Williams、Landel、Ferry）式在这个转移领域也成立。在此，作为基础概念很重要的一点是：根据如图1所示的粘弹性材料的弹性率的温度特性，通过改变温度与频率（温度·频率换算法则：使用合成曲线（Master Curve）），相对于频率能够表示同样的弹性率特性。
３、减振材的种类
（１）分类
（２）种类与特征
（３）各种减振材料应克服～改良的事项
４、减振合金
（１）减振的种类
・金属是本来损失就很少的材料，
用于伴随着振动的部位的话，容易产
生噪音，有很难使用的方面。
・应补足其缺点，溶解、混合２种以上
金属，给予它很高的
振动吸収性。
・从其构造通常分类如下。
－复合型
－強磁性型
－转移型
－双晶型
⇒ 特征如右表所示。
【减振合金的机理上的分类】
（1）变换位置型减振合金
是通过金属结晶的位置变换产生的，有Mg和Mg-Zr的合金。这是高密度变换位置的运动，但是用于吸収振动的功能。
（2） 双晶型减振合金
有Mn-Cu系。这是由于马氏体性变换状态生成的
通过双晶的运动利用减振作用。
形状记忆合金Ni-Ti合金也是作为双晶型减振合金为人们所知的，
但是，加工性与成本面不怎么使用。
（3）强磁性型减振合金
代表性合金是12％Cr-3％Al的无声合金，并且在市场上普及了。
这是振动能量由磁壁（磁区的境界）吸収的机构。
钢种属于铁酸盐不锈钢，一般来说，具有SUS304（奥氏体系）的
约50倍的性能。
【最新技术】
・最近在双晶型减振合金Mn-Cu系中从支配双晶的量和大小的添加元素的研究
中开发提升阻尼能的合金。
・以Mn为基础20％Cu-5％Ni-2％Fe（铁）合金作为2052合金备受瞩目。这个合
金成形性很好、与低碳素钢一样有强度，所以作为构造材料应用广泛。
＜马氏体变态（Martensitictransformation）＞
・晶格的各原子不会伴随扩散，通过共同性的移动，变为新的
结晶的这种形式叫做变态。
从这一时间来看，马氏体变态叫做无扩散变态。
由德国的冶金学者阿道尔夫・马氏斯发现的。
・关于马氏体现象的各个现象，通过温度依存性、时间依存性、应力
依存性来考虑。马氏体变态是可逆性的，
温度下降加热生成马氏体的物质的话，就会回到原结构。
这叫做「逆变态」。
这个逆变态是由与马氏体变态相同的结构，即不伴随扩散的剪断变形引起的。
（２）减振合金的原理
１）金属的变形：
弹性变形与塑性变形被大致区别。
弹性变形：
施加力的话，这个力对应的变形，
除去施加的力的话，返回到原来
的尺寸的变形
塑性变形：施加力时，变为这个力
以上的话，就会急剧变形，即使除去
这个力，也不能完全回到原来的形状
这叫做不可逆的变形。（图1）
２）塑性变形的种类
・有滑动变形与双晶变形，普通的材料会产生滑动变形。
【滑动变形】
・由于叫做转位的金属结晶内的线状的缺陷移动产生，平面按顺序滑动的话，整体变形。
・结果,在结晶整体的方向变形。
【双晶变形】
・全体呈现「く字形」在几个地方弯曲。
第一个弯折处到下一个弯折处，有一个块状物，并且到下一个块状物有第二个块状物，每一个块状物有弯曲。
①滑动变形在各个滑动面的滑动量不是一定的，所以不能正确回到滑动前的状态。
②双晶变形中各个块状物的原子的排列方式是相同的，所以能够回到变形前的状态
③减振合金利用这一特征。
３）减振功能的原理
・要点是双晶变形是可逆性变形。由于振动施加的力原本并没有那么大，减振合金即使是很小的力也会产生
双晶变形，通过变形来吸收振动。
・除去力的话，双晶变形回到原来的状态消失，在此施加力的话，还会变形。
・施加很大的力的情况，某一程度下，相对应的双晶变形会增加，但是很大的力的情况仅仅是双晶变形很难减振，产生了滑动变形，所以
双晶变形对减振还是有一定界限的
４）双晶型的运动
（２）分类与组成
【代表性的减振钢板】
（３）主要通过减振合金的振动吸収机构来分类
（４）各种减振合金的减振特性 （温度、频率、振幅依存性）
（５）金属材料的強度与防振系数
・越是強度好的材料，减振性越不好，改良这一问题的是减振合金。
（６）损失系数～温度特性
减振合金对于高分子系的材料，损失系数很小，期望其今后的研究・开发。
【Data的说明】
・显示各种减振金属的损失系数的
温度依存性。
・点线是实验阶段。
・通常的样式中,必须要是0.05以上的
损失系数。
（７）减振合金的例子①：Ｍ２０５２
１）构成材料
Ｍｎ－２０Ｃｕ－５Ｎｉ－２Ｆｅ
锰［Ｍｎ］为基础，添加铜［Ｃｕ］２０％＋镍［Ｎｉ］５％＋铁［Ｆｅ］２％的合金。
・与现有的减振材料相比，
振动阻尼力特别高，从低周波
到高周波衰减。・通过合金内部的双晶构造，
具有缓和外部受到的振动的效
果。
２）新规性
1、减振特性对应着广泛的应力，弹性领域的话，振幅越高减振性越高。频率跨越<0.01Hz~5Hz能够吸收很多的振动。
2、强度是软钢程度，作为构造材料发挥功能。
3、成型加工性很好，制品的形状、尺寸能自由选择，能作为箔、薄板和细线、金属丝供给。
4、切削、开孔、转造加工是与不锈钢一样的。
5、铸造也是可能的，对于复杂形状的精密制品的量产是很有效的。
6、焊接（TIG、皮革、电子光束、18-8不锈钢的异种之间）钎接很容易，涂装性和很好。
7、铜、镍、金的硬质与软质镀金是可能的，也能进行FA处理。
8、减振性由对数阻尼率稳定供给0.3，最适条件下壳得到0.7.
9、即使是氦液化温度，减振性维持，失去延展性。
10、通过使其形状的弹性系数减小，与冲击缓和不一样，能产生吸收低频率、高频率振动的振动的功能。
３）适用方法
４）适用例：【①CoilSpring】
【②EngineInjector就座部】
【③轴承部】
来自轴承的振动在精度提升上有很多严重的问题。作为其对策有用于轴承内外以及stand的例子。图43是球轴承的外侧的测量例子。
与标准的振动相比，M2050合金的2例全都表现出旋转越高振动吸收越有效果。
【④由于Washer，Bolt防松】
（８）减振合金的例②：
【构成组织・材料】
由双晶型分类的Ni-Ti（nitinol）和Cu-Zn-Al合金等的形状记忆合金
【特征】
・解决传统的Mn-Cu合金等的难点的问题。
⇒成本、室温下的加工性、热処理的制约
・Cu-Al-Mn合金的话，可以进行80％以上的冷间加工。
（原来的减振合金的话，由于约20～30％的圧延加工破坏）
・利用材料组织的控制、得到高拉伸強度与対数阻尼率δ。
５、减振树脂
（１）树脂的减振特性
・与金属相比轻量性・加工性等性能优良，
减振性也略胜一筹。
・与金属的情况一样，２种或2种以上
Polymer（聚合体）混合，改良耐冲击性和耐候性等的材料称为PolymerAlloy
或者PolymerBlend，但是，在此赋予制振性的叫做减振树脂。
・关于通用树脂的性能进行整理如右上图。
⇒ 损失大的材料弯曲弹性很低。
・对其进行改良，实现高损失/高弹性，如
右下图所示。
【减振树脂的材料构成例】
在Polyamide＝Nylon6混合以下物质
・醋酸乙烯共聚合体（EVA）与
・乙烯・聚乙烯醇（EVOH）
（２）内装材用PP的情况
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