Page 223 - 《振动工程学报》2025年第9期

第 9 期 罗 帅，等：增稠剂对调谐液体阻尼器阻尼比与频率的影响研究 2153

度，结果如图 3 所示。由图 3 可知，随着增稠剂浓度 表 1 水箱尺寸
增 加， 液 体 黏 度 有 明 显 增 加 。 在 浓 度 小 于 0.4% Tab. 1 Main dimensions of water tanks

时，2 种增稠剂水溶液的黏度基本相同；当浓度大于 形状 L/cm B/cm R/cm H/cm
0.4% 时，CMC-Na 水溶液的黏度明显大于 SA。增稠 矩形 30 15 — 45
−6
2
剂 浓 度为 1.0% 时 ， SA 水 溶 液 黏 度 为 152×10 m /s， 圆形 — — 15 45
−6
而 CMC-Na 水 溶 液 黏 度 高 达 635×10 m /s， 约 为 SA 圆环形 — — 15(9) 45
2
的 4 倍。这说明 CMC-Na 对提高液体黏度的作用更 U形 40 15 — 45
加明显，主要原因是 CMC-Na 通过分子结构中的羧 注：圆环形15(9)表示圆环外半径15 cm，内半径9 cm。
甲基和羟基与水分子形成氢键，从而使水分子在分

子间形成网状结构，增加了液体黏度 [22] 。

700
海藻酸钠
溶液黏度u / (10 −6 m 2 ·s −1 ) 400
600
羧甲基纤维素钠
500
300
200
100
0 图 5 振动台
Fig. 5 Vibration table
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
增稠剂浓度 / %

图 3 黏度测试结果
Fig. 3 Viscosity test results

2 试 验 概 况

2.1 试验模型及测量装置 (a) 控制系统
(a) Control system
试验采用矩形、圆形、圆环形和 U 形 4 种类型
的 TLD 模型，如图 4 所示，具体尺寸列于表 1，水箱
材料为亚克力板，壁厚设置为 0.5 cm。

U形 矩形

(b) 摄像头
圆环形 圆形
(b) Camera

图 6 无接触式视频位移计
Fig. 6 Non-contact video displacement meter

2.2 试验工况
图 4 水箱模型
Fig. 4 Test models of water tank
采用 SA 和 CMC-Na 两种增稠剂，主要分析增稠
采用单向简谐位移振动台（如图 5 所示）进行试 剂浓度、水深比、相对激励幅值和外激励频率比、放
验，振动台平面尺寸为 70 cm×70 cm，单向位移通过 置时间等参数影响。增稠剂浓度从 0% 到 1.0%，水
调整偏心轮半径，可实现 0~4.0 cm 的位移调整，满足 深 比从 30% 到 80%(对 于 U 形 TLD， 水 深 取 15~35
试验所需的小振幅位移。采用无接触式视频位移测 cm)，相对激励幅值取 0.5%、1.0% 和 1.5%，外激励频
量系统 (VEDIO GAGUE) 对液面运动时程进行测量，如 率 比为 0.8~1.2。 在 分 析 增 稠 剂 浓 度 时 ， 水 深 比 取
图 6 所示，其测量原理为：通过摄像头捕捉水箱液面的 50%(对于 U 形 TLD，水深取 25 cm)；分析水深比影响
特征点，运用图像处理技术得到液面的波高时程曲线。 时，增稠剂浓度取 0.8%。详细工况如表 2 所示。