金属橡胶隔振器干摩擦阻尼特性的研究

探讨了描述金属橡胶材料干摩擦迟滞特性的数学模型，并通过单向和双向加载的实验，研究了金属橡胶隔振器阻尼元件的干摩擦阻尼特性，为金属橡胶隔振器的设计及推广应用提供了理论及实验依据。     

金属橡胶环形隔振器弹性阻尼性能的计算

利用金属环形元件弹性模量的计算方法，推导出金属椽胶环形隔振器弹性模量的计算公式，并通过了实验验证。通过对大量实验结果的分析，推导出金属橡胶环形隔振器平均刚度、内摩擦力及能量耗散系数与金属丝直径、环形隔振器的几何参数、金属橡胶元件的相对密度之间的关系。基于弹性迟滞同线的形成原理，建立了该种隔振器的弹性迟滞回线的数学模型，并通过了实验验证。借助该数学模型和有限元计算方法，可以直接求得任意金属橡胶环形隔振器的弹性阻尼性能，大大减少了实验工作量。     

环形金属橡胶隔振器弹性参数的确定

以实验研究为基础，通过对大量实验结果的分析，借助于金属元件抗拉弹性模量和剪切模量的计算方法，推导出环形金属橡胶隔振器在承受扭剪应力时，抗拉弹性模量以及扭剪弹性模量与金属丝直径、环形隔振器的几何参数、金属橡胶元件的相对密度之间的关系的理论计算公式。研究结果证明，利用该计算公式和有限元计算方法，可以直接求得具有不同结构参数的相应形状金属橡胶隔振器的弹性性能参数，所得计算结果与实验结果具有良好的一致性，因而大大减少了实验工作量，为金属橡胶隔振器的系列化生产奠定了基础。     

金属橡胶单自由度干摩擦隔振系统的理论分析

提出利用静态实验数据求解金属橡胶隔振系统的运动微分方程，并根据方程的数值解来分析该隔振系统的动态特性的新方法，在不同外力激励的条件下，应用该方法对一种金属橡胶隔振器振系统进行动态性的理论分析。     

金属橡胶材料的动态力学建模及参数辨识

金属橡胶隔振器作为军用装备上的悬置元件,具有很好的缓冲减振作用。首先根据等效阻尼理论及傅里叶级数展开式来近似表示金属橡胶元件在隔振系统中所产生的阻尼力和弹性恢复力,而后由所建立的数学模型出发,推导出其参数线性辨识方程,利用遗传算法得到金属橡胶材料的线性刚度、三次刚度及滑移刚度,最终通过对比得到了其在不同激励条件下所形成的变化趋势。     

二维载荷作用对金属橡胶干摩擦阻尼性能的影响

这里研究了金属橡胶隔振器干摩擦阻尼特性在二维载荷作用下的变化情况。作者引入了金属橡胶材料内部接触作用模型,利用宏观滑移和微观滑移的概念来描述金属橡胶材料在振动载荷下的减振机理;通过实验验证了在二维载荷作用下,金属橡胶材料迟滞回线最初加载曲线和完全迟滞回线的变化情况,并针对不同载荷变化情况对金属橡胶干摩擦阻尼特性进行了分析。实验结果及理论分析为金属橡胶材料在航空航天领域的进一步应用提供了依据。     

大载荷金属橡胶减振器优化设计

为减少金属橡胶减振器的故障率,降低因金属橡胶减振器损坏而产生的经济损失。通过对金属橡胶减振器的故障原因进行分析,并建立仿真模型进行仿真分析并对金属橡胶减振器进行理论分析,提出金属橡胶减振器的优化方法。建立金属橡胶减振器数学模型,利用遗传算法对金属橡胶减振器进行整体的优化,并结合有限元分析对优化结果进行确定,最终进行实验验证。结果表明:优化后的金属橡胶减振器的刚度有明显的提高,金属橡胶减振器的抗压能力也得到了一定的提高,仿真结果与实验结果存在一定的误差,但优化后的金属橡胶减振器满足运载车辆工作要求,优化达到了预期的目标。     

国家自然科学基金重点资助项目成果简介金属橡胶——普通橡胶的最佳替代品

金属橡胶是一种新型的弹性多孔材料,由金属丝经特殊制备工艺加工而成,利用金属橡胶的弹性和多孔性制备的隔振器、密封件及节流元件,特别适合于高温、低温、高真空、腐蚀性介质等非常态工况下的需求,是特种工况下普通橡胶的最佳替代品。本项目对金属橡胶的基础理论、制备工艺、专用设备及试验方法等进行了深入研究。主要成果如下。     

金属橡胶与弹簧组合型隔振器动静态性能的分析

研究了金属橡胶与弹簧组合型隔振器的刚度和阻尼性能与弹簧的刚度，金属橡胶元件的相对密度，以及金属橡胶元件的成形工艺之间的关系，建立了单向载荷作用下金属橡胶与弹簧组合型隔振器的能量耗散系数与阻尼系数之间的关系。分析了载荷作用次数及振动频率对隔振器性能的影响，提出了提高其寿命的方法。     

动车组隔振器结构对垂向刚度影响的研究

为了研究动车组V形隔振器结构参数对垂向刚度的影响,建立隔振器模型,应用控制变量法在有限元软件中分析金属垫片厚度、橡胶厚度和金属骨架倾角这三个影响隔振器垂向刚度的结构参数。通过研究得到结论:金属垫片厚度在一定范围内对隔振器垂向刚度的影响非常小,隔振器垂向刚度随橡胶厚度与金属骨架倾角的增大而降低。通过对比V形隔振器与CRH3型动车组减振器,确认在橡胶中加垫片可显著提高隔振器的垂向刚度。     

金属橡胶吸声降噪性能分析及试验研究

金属橡胶材料是以金属丝为原材料的特种弹性多孔材料,特别适用于高低温、大温差及腐蚀环境下的吸声降噪需要。本文分析了金属橡胶作为多孔吸声材料的结构特性、一般物理性能及吸声频率特性;利用驻波管法,试验研究了金属橡胶厚度、孔隙率、金属丝直径及背后空气层对其吸声降噪性能的影响,获得了各主要参数之间的相互关系曲线。结果表明金属橡胶具有良好的吸声降噪性能,能够满足现代消声器恶劣环境的吸声降噪需要。     

橡胶钢丝绳复合隔振器的试验

使用电动振动试验台对新型橡胶钢丝绳复合隔振器的隔振性能进行了试验研究.分析不同隔振质量、激励幅值和橡胶材料对复合隔振器传递率的影响,比较了复合隔振器和钢丝绳隔振器在共振频率时的动态特性曲线.研究表明,随着隔振质量、激励幅值和橡胶阻尼的增加,复合隔振器隔振区的频带变宽,且传递率下降明显.通过与钢丝绳隔振器的动态特性曲线比...     

囊式负压空气隔振器力学建模与性能研究

以低频隔振器为研究对象,利用负压空气独有的特性,结合橡胶良好的弹性性能,提出了囊式负压空气隔振器的全新概念,对负压隔振原理进行了定性分析。力学建模分析、理论仿真分析以及实验验证结果表明,所建立起来的隔振系统具有理想的非线性弹性曲线。同时研究了负压大小和有效面积对性能的影响。最后得出,囊式负压空气隔振器可以获得理想的低频隔振效果,有很强的实用性。     

影响小尺寸橡胶隔振器性能的因素研究

以一种新型小尺寸橡胶隔振器为研究对象。为了了解该橡胶隔振器的基本性能,作者设计了可以模拟单自由度系统的试验平台。并且,为了节约试验成本、提高试验效率,引入正交试验设计的方法进行了试验设计。试验结果表明,该橡胶隔振器的形状、胶料硬度、预压缩量等因素对其性能和减振效果均存在不同程度的影响。该研究工作为进行这种小尺寸橡胶隔振器的性能改进,提供了可信的依据,并指明了方向。     

基于小波变换的金属橡胶干摩擦系统阻尼识别

针对金属橡胶隔振器阻尼系数难于识别的特点，探讨了一种基于小波变换的干摩擦阻尼识别方法，针对金属橡胶隔振器在自由振动下的动态响应信号进行包络的提取，同时采用了Hilbert变换和Morlet小波变换这两种包络提取方法，并将分析结果与利用常规阻尼识别方法得出的结果进行了对比。结果表明，该方法具有足够的精度，并且易于实现。     

空气阻尼悬置非线性动态特性建模与仿真

由于空气阻尼悬置为汽车动力总成等系统的隔振元件,其性能与成本介于橡胶悬置与液阻悬置之间,以一典型空气悬置为研究对象,建立了动力学特性仿真分析的集总参数非线性模型。对其动特性进行了数值仿真,并与实验值进行了对比分析,结果证明了所建立模型的正确性。对影响空气悬置动特性的各因素进行了趋势研究,揭示了节流孔直径、节流孔长度、初始体积、激励振幅与绝热指数等因素对空气悬置特征参数的影响规律,其中减小节流孔直径可显著提高空气悬置阻尼。此研究的建模与仿真方法有助于空气悬置产品的设计与开发。     

无谐振峰减振器在雷达晶体振荡器上的应用

分析了振动环境对某雷达晶体振荡器的影响,并以此为依据设计了一种轻质的无谐振峰钢丝绳减振器,并与橡胶减振器进行了对比。实验结果表明,在基本保证减振效果的前提下,钢丝绳减振器更适合低温环境使用,晶体振荡器相位噪声相对橡胶减振器高出9～18 dBc/Hz@100Hz,可以在宽温度范围内用于地面、机载、舰载、球载等条件下的晶振减振。