具有隔、吸振双功能减振装置的设计与试验

人们长期以来习惯于把隔振与吸振分割开来,把隔振器和吸振器当成两种不同的振动控制装置分开使用。尽管隔振器能够隔离大部分的振动传递,但是某些机械设备的残余振动仍旧明显。基于现有隔振台座以及橡胶动力吸振器提出一种新的具有隔、吸振双功能的减振装置。在台座内部预制空腔,在空腔底部中央位置预埋支撑杆,在支撑杆上安装橡胶动力吸振器,橡胶动力吸振器不与动力设备发生空间冲突。实验结果表明:当激振频率在吸振器固有频率附近一定范围内漂移时,安装吸振器工况与未安装吸振器工况相比,减振装置的减振效果均有所提高,而且越接近固有频率时减振效果越明显,该减振装置值得尝试。     

安装预紧量对金属橡胶构件干摩擦阻尼的影响

为了研究安装预紧量对金属橡胶构件的干摩擦阻尼性能及寿命的影响,分别对预紧量为Q=1.11mm和Q=2.2mm的金属橡胶隔振器进行了静态及振动实验研究.结果表明:改变金属橡胶隔振器的预紧量,其承载能力及能量耗散性能均将发生变化,具有较小预紧量(Q=1.1 mm)的金属橡胶隔振器的承载能力及耗散振动能量的能力优于具有较大预紧量(Q=2.2 mm)的金属橡胶隔振器的相应指标,且使用寿命比较长.实验证明,适当控制金属橡胶构件的预紧量,可以实现对金属橡胶隔振器的干摩擦阻尼性能的有效控制.     

摩擦阻尼橡胶隔振器的研究

根据隔振原理和工程机械的振动特性,提出了在传统橡胶隔振器的结构基础上增加摩擦阻尼器结构来提高其低频、大振幅条件下的阻尼性能,分析了这种摩擦阻尼橡胶隔振器的工作原理、结构及其工作特性.通过试验证明,摩擦阻尼橡胶隔振器较传统橡胶隔振器在低频条件下具有更大的阻尼,因此在工程机械驾驶室的减振应用方面具有明显的优越性.     

金属橡胶/橡胶复合叠层耗能器的阻尼测试

采用电液伺服材料试验机的位移加载方式,对金属橡胶／橡胶复合叠层耗能器进行动态试验研究。基于耗能相等原则及正交函数的性质,提出一种精度高、便于工程应用的粘弹等效阻尼测试方法,该方法可以通过实测耗能器恢复力数据方便地计算出损耗因子。依据这一方法对耗能器进行测试,结果表明金属橡胶／橡胶复合叠层耗能器具有很好的阻尼减振性能。     

一种新型隔振器的设计与分析

针对传统被动隔振器低频振动抑制性差的缺陷,设计了一种新型的电磁-橡胶主被动一体化隔振器,通过研究输出力特性来评估其减振性能,首先,利用等效磁路分析法对其磁路结构进行设计仿真以及动力学分析,并得到其电磁力计算公式。然后,基于COMSOL软件对作动器的输出力进行动态仿真分析,并得到电流及其频率对输出力特性的影响,最后,将特性实验结果与仿真结果进行对比分析。     

金属橡胶消极减振系统复杂响应特性研究

对金属橡胶非线性消极减振系统的复杂响应特性进行了研究,基于减振器的双折线本构关系对隔振器的迟滞恢复力进行了线性等效,推导了减振系统的状态方程;对减振器进行了动态加载实验,利用实验数据识别得到了减振器的实际物理参数;利用辨识得到的有量纲的物理参数对系统进行数值仿真,绘制了系统随激励幅值和频率变化的分岔图,确定了系统产生混沌振动的参数区间,分析了金属橡胶减振系统的单频输入多频甚至宽频输出的复杂响应特性,并通过振动实验进行了验证。     

多孔型橡胶填充金属波纹板隔声和减振性能研究

采用冲压成型和焊接/胶接工艺制备两种多孔型橡胶填充金属波纹板,并对这类金属波纹板的隔声和减振性能进行研究。通过隔声实验对比金属波纹板和填充了多孔型橡胶的金属波纹板的隔声性能,并通过冲击实验,对比金属波纹板和填充多孔型橡胶金属波纹板的自由衰减过程。实验结果表明:金属波纹填充多孔型橡胶板后隔声能力和减振性能均得到显著提升。     

金属橡胶非线性隔振器试验研究与参数分析

研究了变激励条件下金属橡胶非线性隔振器的参数变化。以某型隔振器为研究对象,对其进行了静态试验及不同正弦激励条件下动态试验。借助双折线泛函本构关系的本构模型,利用粒子群优化算法对不同激励条件下的隔振器模型参数进行了识别,通过识别参数的对比得到了隔振器各参数在不同激励情况下的变化趋势。结果显示对金属橡胶非线性隔振系统进行动力学分析时,必须首先对实际工况下隔振器进行动态试验。再通过参数识别获取隔振器准确的数学模型,才能对金属橡胶隔振系统进行准确的动力学分析。为金属橡胶隔振系统的动力学分析提供了一般方法。     

金属簧片阻尼隔振器性能分析

建立了金属簧片隔振器振动系统的动力学模型,通过有限元计算得出摩擦力曲线,进一步采用动力学方程研究了系统在简谐激励和冲击激励下的响应.结果表明:电子机柜采用该隔振器,能使最大加速度降低72%,说明该隔振器具有良好的减振隔振和抗冲击性能,为干摩擦隔振器优化设计提供了理论依据.     

基于SMA的可变频隔振器设计与实验研究EI北大核心CSCD

运载火箭在发射过程中会经历复杂的动力学环境,而普通的隔振器无法做到对高频冲击振动进行抑制的同时避免对低频振动的放大。利用形状记忆合金(SMA)作为驱动器,结合金属橡胶的刚度对形变量敏感的特点,设计了一种可改变自身固有频率的隔振器。在实验研究不同参数的金属橡胶隔振特性的基础之上,选用合适的金属橡胶作为可变频隔振器的隔振元件,并通过实验对比隔振器变频前后的共振频率差异。实验结果表明,所设计的可变频隔振器的固有频率从60 Hz以下提高到110 Hz以上,满足设计要求。     

周期振动载荷下金属橡胶隔振器的仿真研究

针对旋转机械在不平衡工况下的周期振动载荷问题,按照隔振器设计原则,设计适用于旋转机周期振动的金属橡胶隔振器模型,以ZDT-2Y/2W-3旋转振动试验台实际参数为参照,制备金属橡胶试块。最后基于ANSYS发展了在旋转机械振动条件下对于金属橡胶材料采用正交各向异性阻尼参数识别的有限元分析方法,同时依照材料强度的第四强度理论对其评定。结果证明该有限元仿真方法可用于旋转机械不平衡状态下的金属橡胶隔振分析。     

金属橡胶减振器在机载光电吊舱复合减振系统中的应用

为减小载机角振动对光电吊舱成像质量的影响,应用金属橡胶作为隔振元件研制出两种能限制一定自由度的小型金属橡胶减振器,分别嵌入光电吊舱内、外框架减振系统中设计了两级减振系统,从原理上实现了3个方向无角位移隔振。依据振动理论获取了两种减振器轴向、径向刚度和阻尼比等参数并采取特殊工艺制备了金属橡胶减振器。应用ADAMS/Vibration模块对光电吊舱减振系统进行了仿真分析,分析结果显示光电吊舱减振系统固有频率为17Hz左右,角振动幅值最大值为0.0011,并且当频率大于25Hz时,角振动幅值趋近于零,分析结果表明该减振系统对25Hz以上的角振动可以起到很好的抑制作用。最后通过振动试验验证了仿真结果的正确性,与实际测量结果相比,仿真计算结果误差不超过10%,说明光电吊舱减振设计是成功的。金属橡胶减振器在光电吊舱上的成功应用对于光电吊舱振动隔离技术有着重要的意义。     

橡胶钢丝绳隔振器冲击特性试验研究

冲击刚度及阻尼是隔振器的重要参数,对隔振系统设计起重要作用。采用落锤式冲击方法对橡胶钢丝绳隔振器的冲击刚度及阻尼进行测试。将负载质量的加速度时间曲线转化为隔振器的迟滞回线以求解其冲击刚度及等效阻尼,并用多项式对冲击刚度进行拟合。不同工况下的数据结果表明:橡胶钢丝绳隔振器的弹性恢复力与隔振器的变形在小变形情况下基本呈线性关系,且随着冲击位移的增大而呈三次函数关系;整个冲击过程的等效冲击刚度正比于冲击过程的初始冲量;但其阻尼系数随最大变形量先增大后减小。上述结论对橡胶钢丝绳隔振器的工程选型及应用具有指导作用。     

船舶推力轴承纵向橡胶减振器设计

介绍设计一种嵌入式船舶推力轴承纵向橡胶减振器,以隔离由于螺旋桨脉动推力激励而引起的船舶轴系纵向振动。首先,建立减振系统的动力学简化模型,通过计算分析对减振块刚度参数进行优化设计;其次,根据刚度优化结果和相关经验公式对橡胶减振块的外形尺寸进行设计;最后对减振块的强度特性进行校核分析。结果表明所设计的减振器满足强度指标要求;在此基础上,提出橡胶减振块在推力轴承上的具体布置形式、开槽及装配固定方案,为船舶推力轴承纵向减振器的设计计算提供参考。     

温度对橡胶隔振器力学性能的影响

在隔振器的设计选用中,有必要考虑温度对分动箱隔振器的力学性能影响。开发一套安装橡胶隔振器的试验夹具,把夹具和隔振器都安装在带有温控箱的疲劳试验机上,直接测试隔振器在不同温度下的力学性能。开展3个环境温度下的试验,研究环境温度和橡胶垫振动中的温升对隔振器的动刚度和阻尼系数的影响。结果表明温度对隔振器力学性能有较大影响,温度的升高,分动箱隔振器的动刚度和阻尼系数逐渐减小。该方法可广泛应用于测试不同温度下各类橡胶隔振器的力学性能。     

救护直升机机载急救单元减振优化设计

针对某型救护直升机振动特点,采用金属干摩擦阻尼可调式隔振器对机载综合急救单元进行隔振优化设计,在隔振器干摩擦阻尼调节范围内,测试多组隔振器摩擦力曲线,应用谐波叠加法模拟直升机客舱底板激励,并通过仿真优化计算确定最佳摩擦力曲线,进而确定隔振器阻尼最佳工作状态。优化结果表明机载综合急救单元采用该型隔振器,能使加速度均方根响应降低78.75 %,说明该隔振器具有良好的隔振减振性能,适用于直升机机载振动环境。     

基于迟滞回线模型的非线性金属橡胶传递率分析

通过理论和试验对某金属橡胶非线性隔振器的传递特性进行了研究。基于含干摩擦阻尼的非线性迟滞力学模型,采用平均法求出系统的频率响应函数,从理论角度探究不同运动状态下的传递率及实现无谐振的条件;根据频率响应函数确定解锁频率与实现无谐振的临界干摩擦力;利用动态加载试验识别隔振器的力学参数,通过振动实验验证了理论结果。所得结论对金属橡胶隔振器的设计和应用具有重要的指导意义。     

橡胶减振器的动静比影响因素

通过实验,首先提出橡胶的拉伸强度、扯断伸长率与减振器的动静比间存在一定的关系。解读胶料的拉伸性能曲线,有助于橡胶减振器胶料配方实验。提出胶料的200 %定伸强度对减振器性能的定性判断,胶料的200 %定伸强度越大,动静比越小。另外,还对胶料的应力-应变曲线进行分析,结果显示该曲线与应变轴间的夹角越大,由该胶料制备的产品动静比越小。阐述了配合剂（主体胶料、炭黑、硫黄用量）对动静比的影响,并通过分析比较应力-应变曲线,判断不同配方胶料阻尼特性、疲劳性能优劣;减振器浸油后会使胶料性能和动静比发生变化,此趋势也可由应力-应变曲线分析得到。     

减振橡胶的耐油性能分析

应用在油污场合的减振橡胶对胶料一定的耐油要求,主要通过实验分析天然胶(NR)与丁腈胶(NBR)并用不同配方胶料在浸油时间后的物理机械性能变化,并分析了胶料浸油后的减振效果。在天然胶中并用丁腈胶,可使并用胶具有一定的耐油性能,胶料的重量变化率满足不大于5 %（23 °C×70 h）。通过对比胶料和产品浸油后的性能变化,发现浸油后胶料200 %定伸强度降低,制品的动静比变大,使减振效果变差。另外,还对船用橡胶减振器耐油胶料的耐油指标（重量变化率不大于5 %（23 °C×70 h））进行说明,浸油后的重量变化率大小不能完全反映胶料的物理机械性能变化,可采用重量变化率不大于3 %（23 °C×24 h）作为减振橡胶的耐油标准。