金属橡胶弹性阻尼元件各向异性特性的实验研究

研究了金属橡胶构件在不同方向的载荷作用下表现出来的各向异性，提出了用于分析金属橡胶材料内部结构的物理假设，并根据假设确定了各向异性研究的主要参数，然后通过实验研究进行了验证。实验结果表明，如果改变金属橡胶元件的相对高度，增加径向尺寸可以在很大范围内改变金属橡胶隔振器的径向刚度；要使金属橡胶隔振器的力学特性更近于线性，应让隔振器在径向范围内工作；如果隔振系统中含有多个承受压载荷的金属橡胶隔振器，则可以使其工作在与成型压力方向相垂直的方向。当相同结构和尺寸的钢元件和金属橡胶元件在承受剪切载荷作用时，这两种材料表现出了相同的刚度变化趋势。     

圆锥滑动轴承-转子系统中金属橡胶阻尼器力学性能研究

针对金属橡胶材料优良的阻尼性能,设计了应用于圆锥滑动轴承-转子系统中的金属橡胶阻尼器,制备了专用实验台,在其既承受转子不平衡力等径向载荷又承受轴向载荷作用下,研究了轴向力对金属橡胶阻尼器刚度及能量耗散系数的影响,得到了金属橡胶阻尼器刚度、阻尼性能随变形幅值及轴向载荷的变化关系式,为金属橡胶阻尼器在圆锥滑动轴承-转子系统中的实际应用奠定了基础。     

金属橡胶材料特征参数对其吸声性能影响的实验研究

为深入研究金属橡胶材料吸声降噪性能,并为该材料吸声结构设计提供依据,实验研究了金属橡胶材料的吸声特性。分析了金属橡胶材料厚度、孔隙率、金属丝直径和平均孔隙直径等特征参数对吸声性能的影响;推导并验证了金属橡胶材料吸声系数第一共振频率的理论计算公式;研究了具有相同平均孔隙直径金属橡胶材料的吸声特性。结果表明:金属橡胶材料可作为均匀、各向同性的多孔吸声材料进行研究,其吸声性能具有可设计性,并且相同平均孔隙直径的金属橡胶材料具有相同的吸声特性。     

金属橡胶非线性干摩擦副的接触作用机理及其仿真结果分析

从金属橡胶材料的干摩擦阻尼产生的机理入手,提出了一种全新的金属橡胶非线性干摩擦结构单元力学模型, 该结构单元由一对带有轴向和径向两个方向的弹性元件构成,它们既表示了金属丝之间的摩擦特性,同时也表示了螺线卷线匝在受力变形时的弹性特征。以建立的金属橡胶材料力学模型为基础, 采用多个摩擦副单元串联组成的结构,深入研究了线匝的摩擦接触, 通过对结构单元组成系统的计算机模拟仿真,对金属橡胶元件在不同载荷作用下的滞迟回线进行了深入地分析和研究,在静态载荷作用下,研究了结构单元的摩擦系数、结构单元的摩擦角对金属橡胶结构摩擦耗能的影响,在动态载荷作用下,研究了载荷的幅值、载荷的频率、载荷的初始相位对摩擦耗能的影响, 此项研究工作大大减少了静态和动态试验方面的工作。     

橡胶Mooney-Rivlin超弹性本构模型的参数特性研究

橡胶元件在工业界得到广泛的应用,橡胶材料在不同动态激励下,其力学特征会发生较大变化。橡胶材料是一种典型的非线性材料,其弹性性能与硬度、载荷等多种因素有关,不能使用简单的弹性模量来表征。通过对橡胶材料的力学特性进行实验和分析,研究硬度对橡胶弹性模量的影响。通过对实验数据的整理分析,得到硬度对Mooney-Rivlin模型参数的影响规律,为深入分析橡胶超弹性特性提供可靠支持。     

金属橡胶减振器抗冲击特性有限元仿真研究

目的 提出一种用于工程计算的金属橡胶数值模拟方法,为制备缓冲性能良好的金属橡胶材料提供了理论基础。方法 建立金属橡胶减振器有限元模型,由Sprng-Dampr165单元定义金属橡胶材料;通过数值模拟,计算了不同负载质量对其抗冲击特性的影响,并对其进行可行性分析。结果 有限元结果表明,响应加速度峰值在负载质量为4.2kg时,最大误差为27.72%;在负载质量为9.8kg时,最大误差为38.15%,试验结果与有限元结果趋势相同,验证了其可行性。结论 当冲击载荷较小时,提出的数值模拟方法在模拟金属橡胶减振器的抗冲击特性时有着较好的表现。     

0Cr18Ni9Ti金属橡胶多孔材料的气体渗透性

将一种新材料——金属橡胶材料应用于制备节流元件,其较高的承载能力、抗堵塞能力及节流孔隙随压力连续可调性能是其它多孔材料所无法比拟的。对金属橡胶多孔材料的基本性能进行了实验研究,测量了具有不同丝径、不同结构尺寸的金属橡胶多孔材料的最大孔隙直径和平均孔隙直径。得出了最大孔隙直径、平均孔隙直径与孔隙度、金属丝直径和液压直径之间的关系。     

金属橡胶材料双层结构吸声特性研究

理论研究了金属橡胶材料双层结构吸声特性。根据金属橡胶材料声学特性参数计算式,推导出两种基本双层吸声结构—置于刚性墙和带有空气层吸声结构的声阻抗率和吸声系数计算式。确定了流阻率是决定金属橡胶材料声学特性的基本参数。分析了各层材料厚度、流阻率及空气层厚度对两种吸声结构吸声性能的影响关系,对比分析了双层吸声结构与单层吸声结构的吸声性能。研究结果表明:通过合理设计双层吸声结构,可使其在很宽的频率范围内具有良好的吸声性能。     

低温容器支承结构的装配状态对支承功能的影响

对满载液氧的35立方米高真空多层绝热低温容器的支承结构在不同接触状态下进行热-结构耦合分析,得到该容器漏热量的分布范围和支承件上的温度分布,以及温度载荷和冲击载荷共同作用下支承件各方向应力、位移分布,分析了不同装配状态下玻璃钢支承件和外罐接触界面之间间隙的变化情况和各方向应力分布情况。     

金属圆管增强夹芯柱屈曲分析

金属圆管增强复合材料夹芯结构是一种新型的轻质多功能结构。考虑了横向剪切变形对临界载荷的影响,以实验方法测量出夹芯柱的横向剪切刚度,计算出临界屈曲载荷的理论值,并从实验上加以验证。利用有限元分析软件ABAQUS,模拟了夹芯柱宏观屈曲的形式,并与理论值和实验值进行了对比,结果吻合较好。采用数值模拟方法,研究了临界屈曲载荷与金属圆管排布方式之间关系。结果表明:金属圆管增强夹芯柱宏观屈曲主要以横向剪切屈曲为主;临界载荷值随着圆管在长度方向上的间距变小而增大;在圆管总重量和高度不变的情况下,临界载荷随着圆管半径和间距的变小而增大。研究结果对于在轴向压缩载荷下的金属圆管增强夹芯柱设计具有重要的指导意义。     

驻波管测试仪测量金属橡胶吸声性能误差分析

驻波管测试仪是用于测量材料吸声性能的专用仪器，利用该仪器对金属橡胶吸声性能进行测量，使测量结果满足金属橡胶吸声性能实验研究的精度要求，且便于材料实验结果的误差分析，需对驻波管测试仪进行检测和调试。借助于吸声性能参数的理论计算公式，分析了AWA6122A型驻波管测试仪的主要误差来源，分别检测了各主要误差源的误差大小，确定了提高测量精度的方法，为金属橡胶吸声性能的实验研究提供基础，也为同类仪器的检测提供了方法。     

影响氟醚橡胶脆性温度的试验因素

按GB/T 1682-1994规定的方法测定了硫化压力、试样裁切方向对氟醚橡胶脆性温度的影响。结果表明:氟醚橡胶的脆性温度不仅与硫化压力有关,而且与试样的裁切方向有关。一般情况下,氟醚橡胶的脆性温度随着硫化压力的增大而略有上升,其垂直压延方向的脆性温度比平行压延方向的脆性温度要低1～2℃,这说明氟醚橡胶具有压延效应。     

金属橡胶的刚度特性和阻尼试验研究

基于金属橡胶内部微元螺旋卷结构,并以弹簧理论建立其力学模型,分析了在螺旋卷之间不同接触("未接触、滑动、压缩")形式下的刚度公式并解释载荷作用下刚度曲线不同阶段的特性。基于金属橡胶的非线性对阻尼进行计算,通过试验研究金属橡胶构件的密度、厚度对静态刚度曲线不同阶段的影响,及在不同振幅、频率下比阻尼随密度和厚度的变化规律,为金属橡胶的设计及工程应用有重要的指导意义。     

Fatigue life prediction of a rubber mount based on test of material properties and finite element analysis

Failure analysis and fatigue life prediction are very important in the design procedure to assure the safety and reliability of rubber components. The fatigue life of a rubber mount was predicted by combining test of material properties and finite element analysis (FEA). The natural rubber material material’s fatigue life equation was acquired based on uniaxial tensile test and fatigue life tests of the natural rubber. The strain distribution contours and the maximum total principal strains of the rubber mount at different loads in the x and y directions were obtained using finite element analysis method. The critical region cracks prone to arise were obtained and analyzed. Then the maximum total principal strain was used as the fatigue parameter, which was substituted into the natural rubber’s fatigue life equation, to predict the fatigue life of the rubber mount. Finally, fatigue lives of the rubber mount at different loads were measured on a fatigue test rig to validate the accuracy of the fatigue life prediction method. The test results imply that the fatigue lives predicted agree well with the test results.     

永磁调节式MR阻尼器试验研究及工程应用

设计制作了永磁调节式MR阻尼器，在专用加载试验台上对该阻尼器的力学性能进行了试验研究，分析了影响阻尼力的各种因素，对永磁式MR阻尼器和油阻尼器、橡胶阻尼器进行了拉索减振的现场对比试验研究。结果表明，所设计制作的永磁式MR阻尼器阻尼力可调范围大，比油阻尼器具有更好的温度稳定性和更大的耗能减振能力，能保证每根拉索取得最优的减振效果。该阻尼器巳成功应用于长沙洪山大桥，解决了该桥严重的风致振动问题。     

基于磁流变悬置的动力装置垂向隔振控制与试验研究

悬置阻尼宽频可控对动力装置实现积极隔振具有重要意义。分析了基于挤压模式的磁流变半主动悬置工作原理和阻尼特性,在建立动力装置垂向隔振模型的基础上,设计出模糊自适应隔振控制器,用量化、比例因子自调整算法降低不同工况下动力装置垂向激励力的传递;给出了一种改进的天棚控制算法,通过抑制动力装置振动来降低能量传递。设计出动力装置隔振台架试验系统,在不同工况下进行了隔振对比试验。结果表明,在动力装置处于中低转速时,可控磁流变悬置能在宽频范围内把力绝对传递率抑制到25%内,隔振效果优于橡胶悬置;而磁流变悬置垂向隔振方法中,兼顾振动传递率和激励频率的模糊自适应控制,优于通过抑制动力装置自身振动来隔振的天棚控制。     

空心圆柱形金属橡胶非成型向阻尼特性理论研究及参数识别

金属橡胶因其优异的性能被广泛用于解决工程中的振动问题,而目前对金属橡胶非成型方向的研究较少。制备了2.5 g/cm^3,3.0 g/cm^3,3.2 g/cm^3,3.5 g/cm^3四种密度的金属橡胶,通过材料试验机对其进行1~4 Hz的正弦加载试验,获得了力-位移曲线。分析了成型方向和非成型方向动态压缩机理,以等效损耗因子为评价指标分析了加载频率和密度对其阻尼特性的影响,用参数分离法建立了非成型方向的阻尼模型,用最小二乘法进行了参数识别。结果表明金属橡胶具有各向异性,不同频率下,金属橡胶非成型向的损耗因子相差较小,随着金属橡胶密度的增加,损耗因子呈下降趋势,相较于成型方向,非成型方向具有更大的动态刚度,其阻尼性能在低频段受频率变化影响小,受密度影响大。     

硫化剂对某型弹性元件疲劳撕裂特性的影响

硫化剂作为橡胶配方的重要组成部分，对橡胶制品的疲劳撕裂特性有着关键的影响。以前的研究主要侧重于试验的方法；且有周期长、费用大的缺点。为此，利用有限元分析技术研究硫化剂对某型弹性元件疲劳撕裂特性的影响。首先得到不同硫化剂品种和硫化剂用量的橡胶材料标准试样，并获得其材料本构模型。隨后，用于ANSYS分析不同橡胶材料对应弹性元件的疲劳撕裂特性。最后总结得出硫化剂对某型弹性元件疲劳撕裂特性的影响规律并进行实验验证。     

降黏型温拌胶粉改性沥青高低温性能试验

通过动态剪切流变试验(DSR)和小梁弯曲蠕变劲度试验(BBR),对添加不同掺量(1%、2%、3%)有机降黏剂(LP)的胶粉改性沥青(CR)高低温性能进行研究。结果表明:LP的添加使胶粉改性沥青的高温性能得到改善,复数剪切模量G*增大,相位角δ减小,且随着LP掺量的增加,其高温抗变形能力逐渐增强。对于低温性能,LP的添加可以提高胶粉改性沥青的低温性能,但不同温度下,随着降黏剂LP掺量的增加,其低温抗裂性能呈减小趋势,对改善胶粉改性沥青低温性能有一定的负面影响,且随着温度的降低,LP对胶粉改性沥青的低温性能改善效果减小,不同掺量对其影响相差不大。