橡胶隔振器动态特性计算方法的研究

填充橡胶材料的动态特性与预载、激振频率和激振振幅等相关.采用模型叠加方法,建立了用于计算的由填充橡胶材料制造的橡胶隔振器动态特性的弹性-粘弹性-弹塑性模型.其中,弹性模型用于表征橡胶隔振器的弹性部分,粘弹性模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振频率的相关性,弹塑性模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅的相关性.对一试片进行静动态性能实验,得到其静、动刚度和滞后角,由其拟合得到了弹性、粘弹性、弹塑性模型的参数.计算了一动力总成橡胶隔振器的动态特性,并与实验结果进行了对比分析.结果表明.采用的弹性一粘弹性一弹塑性模型可以较好地表征橡胶隔振器动态特性的振幅相关性和频率相关性.其计算方法,可以用于橡胶隔振器动态特性的设计计算.     

橡胶隔振器非线性动态特性建模及实验研究

针对某精密仪器的橡胶隔振器（以下简称隔振器）进行了动态特性研究。通过对橡胶超弹性材料进行有限元建模分析,得到隔振器的硬非线性刚度特性,并以此特性为基础提出了隔振器非线性动力学模型的建立及求解方法,仿真计算了隔振器动态响应并对所设计的隔振器进行了实验研究。实验结果不仅说明所设计的隔振器具有良好的隔振缓冲能力,而且验证了隔振器非线性动力学模型的正确性及有效性,为进一步研究隔振器及承载设备的工作状况提供了基础。     

橡胶隔振器高频动态特性的计算方法

该文采用一种由Mooney-Rivlin模型和多个Maxwell模型叠加组成的非线性粘弹性本构模型,用于计算橡胶隔振器的高频动态特性。该文给出了在时域和频域范围内拟合本构模型中粘弹性参数的方法,利用拟合得到的本构模型参数,对某款橡胶悬置跨点动态特性进行计算,并与实验结果进行对比。该文还建立了橡胶隔振器等效力学模型,分析了原点动刚度和跨点动刚度的区别,分析表明：使用跨点动态特性测试法可消除测试中附加惯性力的影响,适用于橡胶隔振器高频动特性的测试;同时,该文搭建了橡胶隔振器有限元模型,分别用于分析其跨点动刚度与原点动刚度,并将分析结果与实验结果进行对比,分析结果验证了有限元模型和力学模型的正确性。除此之外,该文还分析对比了时域（松弛、蠕变）和频域（简谐动态试验）拟合粘弹性参数方法的优缺点。     

橡胶隔振器迟滞阻尼特性识别的新方法

为了实现对含有橡胶隔振器的机械系统的建模和动力学分析,对隔振器的迟滞阻尼特性识别方法进行了研究.首先,对橡胶隔振器进行了正弦振动试验,获得不同频率,不同振幅下恢复力和位移之间的关系.接着,根据阻尼在一个振动周期内耗能相等的原则,把恢复力分解为弹性力和阻尼力,采用变刚度变阻尼法分别对不同频率下的弹性力和阻尼力进行了参数识别,获得了弹性系数和阻尼系数与振动频率之间的关系.然后,采用参数识别的结果,应用"大质量法"对含有橡胶隔振器的空心轴结构进行了建模和动力学分析,获得了质心位置响应加速度随频率变化的曲线.响应加速度的最大值为11.79 g(100 Hz).最后,对整个结构进行了正弦振动试验并把响应加速度曲线和相应的振动试验结果进行了对比分析.试验结果表明:计算的响应加速度最大误差为9.2%;可以满足工程计算精度的要求.证明了这种参数识别方法的正确性,应用这种方法可以使橡胶隔振器建模和分析过程统一化和规范化.     

采用粘弹性分数导数模型的橡胶隔振器动态特性的建模及应用

橡胶隔振器的动态特性与激振振幅及激振频率相关。给出一个可以表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅及激振频率相关性的模型,其中,用摩擦力模型表征其动态特性与振幅的相关性,用分数导数粘弹性模型表征其动态特性与频率的相关性。计算分析了所建立的模型与目前广泛采用的两种描述橡胶隔振器动态特性模型(基于Maxwell的模型和粘性阻尼模型)在表征其与激振振幅及激振频率的相关性;使用分数导数和Kelvin-Voigt模型时,计算分析了一个含有橡胶隔振器的单自由度振动系统的自由振动和阶跃激励的时域响应。计算结果表明:采用分数导数模型能更加准确地描述橡胶隔振器的动态特性,建立的模型可以用于含有橡胶隔振器的振动系统的动态特性分析。     

橡胶隔振器动态特性的本构研究

以FS-2-80橡胶隔振器为研究对象,进行了动态特性的试验研究和本构研究。试验研究得到了隔振器力-位移迟滞曲线。采用M-RT本构模型对隔振器进行了本构行为研究,考虑了频率、动态位移幅值的影响,通过与实验结果的比较分析,表明该模型能较好地描述该隔振器的动态本构行为。基于M-RT模型,分析得到了动刚度、动态阻尼与幅值、频率之间的关系,说明隔振器在低幅值下动态特性具有非线性。     

电磁液压主被动复合隔振器动力学特性及算法研究EI北大核心CSCD

针对舰船机械设备存在的低频线谱振动,设计了一种电磁作动器与液压悬置结构有效并联的电磁液压主被动复合隔振器。该复合隔振器利用电磁作动器输出力抑制低频线谱振动,液压悬置结构隔离宽频振动且实现了对电磁力的有效放大,具有占用空间小、承载能力大、输出力大等优点。对主被动复合隔振器电磁和液压悬置部分进行了建模分析,提出了考虑通道耦合振动的分布式多通道修正解耦算法,保证了滤波器权系数正确收敛。开展了多线谱激励的多通道主被动隔振控制实验,结果表明该主被动复合隔振器对3根线谱取得平均35.12,39.51和38.35 dB的衰减,控制效果显著。     

液阻型橡胶隔振器非线性特性仿真分析

液阻型橡胶隔振器是汽车动力装置等系统的先进隔振元件。该文以惯性通道-活动解耦盘式液阻悬置为研究对象，建立了非线性动力学特性仿真分析的线性与非线性集总参数模型，重点探讨了模型中一些重要物理参数的识别方法。对BUICK轿车动力总成惯性通道-解耦盘式液阻悬置的动特性进行仿真，并与实验值进行对比分析，计算了该液阻悬置在不同的激振工况下，一些特征参数变化的规律，结果与液阻悬置的工作机理或实验值吻合。该建模与仿真方法对液阻悬置产品设计与开发具有一定的指导意义。     

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。     

液压防后倾装置特性建模及起重机防后倾研究EI北大核心CSCD

为求解起重机突然卸载冲击液压防后倾装置的动态响应问题,提出一种液压防后倾装置特性建模方法。将液压防后倾装置简化为变阻尼缓冲模型,对模型的管路特性和插装阀特性分别进行理论分析,建立描述液压防后倾装置缓冲特性的一般方法。通过系列特性试验,分离缓冲力中的阻尼力分量,辨识出描述液压防后倾装置阻尼特性的参数。将液压防后倾装置模型作为随速度变化的虚拟力集成入起重机刚柔耦合模型中,构成起重机虚拟样机模型。通过起重机卸载冲击仿真,获得描述卸载载荷和阻尼力关系的仿真曲线,通过起重机防后倾试验,验证了仿真模型的准确性。这一试验建模方法为准确求解一类弹性结构与液压缓冲系统之间的复杂动力学响应提供参考。     

橡胶隔振器冲击特性的试验研究

应用落锤冲击机的试验方法,研究KBX-2000型橡胶隔振器在不同落锤高度下的冲击力随位移变化曲线,并且结合隔振器的静态试验数据,探寻隔振器冲击力随位移变化曲线与静态力随位移变化曲线之间的关系。通过对比分析试验结果发现,KBX-2000型隔振器在小变形情况下表现出等刚度特性,而在大变形情况下则呈现出渐硬的非线性。随着冲击输入的增加,大冲击载荷下的冲击力随位移变化曲线能较好地包络小冲击载荷下的冲击力随位移变化曲线。隔振器的冲击力随位移变化特性与静态力随位移变化特性可模拟为分段的多元函数,这对于抗冲击的设计项目中具有一定的参考意义。     

基于超弹性、分数导数和摩擦模型的碳黑填充橡胶隔振器动态建模

碳黑填充橡胶隔振器（以下简称＂橡胶隔振器＂）的动态特性与预载、激振频率和激振振幅相关。实验测试了一橡胶隔振器的动态特性,建立了基于超弹性、分数导数和摩擦模型的橡胶隔振器动态特性的非线性模型,其中超弹性模型用于描述橡胶隔振器的弹性,分数导数模型用于表征橡胶隔振器动态特性的激振频率相关性,摩擦模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅相关的特性,文中论述了建模方法和参数辨识方法。有限元分析获得橡胶隔振器的静态力-位移曲线,利用测试得到的橡胶隔振器在大振幅、低频激励下的力-位移关系,拟合得到橡胶隔振器动态模型中摩擦模型的参数,利用测试得到的橡胶隔振器在小振幅、高频激励下的力-位移关系,拟合得到橡胶隔振器动态模型中分数导数模型的参数。利用建立的模型和拟合得到的参数计算分析了橡胶隔振器动态特性的振幅相关性、频率相关性和预载相关性,并与实验结果进行了对比分析。分析结果表明,建立的模型可以较好的描述橡胶隔振器的动态特性。     

衬套型橡胶悬置结构形状的优化方法EI北大核心CSCD

为满足汽车动力总成悬置系统匹配过程中悬置的刚度要求,对悬置中非橡胶填充结构进行优化设计,以长槽的半径r,圆槽的半径R,两槽间的夹角α,长槽的角度β为结构参数,采取正交试验与ABAQUS有限元软件结合的方法,对橡胶悬置刚度进行仿真试验。根据试验结果建立二阶响应面模型,通过谢菲尔德遗传算法进行优化,从而获取非橡胶填充结构参数以满足悬置刚度要求。优化结果与试验验证误差较小,满足设计要求。该方法在橡胶悬置设计阶段具有参考意义。     

钢丝绳芯橡胶输送带本构模型参数辨识与变化规律分析EI北大核心CSCD

橡胶输送带模型参数辨识是研究大型带式输送机动态特性的关键问题。首先采用黏弹性动力学理论和傅里叶级数拟合方法推导并建立了橡胶输送带标准固体模型的参数辨识方程,并通过实验对辨识方程进行了验证;然后对不同加载条件下实验数据的辨识结果进行了二次多项式拟合,分别获得了加载位移幅值、频率对输送带本构模型参数的影响规律。结果表明:随着加载幅值的增大,黏性系数具有先减小后增大的变化规律,弹性模量E1小幅度增大、E2大幅度增大趋势,随着加载频率的增大,黏性系数、弹性模量E1、E2均逐渐减小;最后,通过实验对拟合公式的准确度进行了验证。     

计算橡胶隔振器静态特性的数值分析方法

以橡胶隔振器为研究对象,利用有限元ABAQUS分析软件,进行了橡胶隔振器有限元建模的数值试验分析;为了能更精确的描述橡胶的特性,引用了多年来发展的几种弹性应变能函数方法,选取本构方程来拟合试验数据以作为ABAQUS软件对橡胶材料特性曲线的评估,寻找一种描述橡胶特性的最佳的方法。预测的计算结果与试验吻合较好,表明所建的数学模型和有限元计算方法能较理想的获得橡胶隔振器静态解。     

变振幅激励下的液阻橡胶隔振器动态特性分析

实验测试了一典型液压衬套的动态特性,验证了其振幅相关性与频率相关性的耦合关系。基于网格叠加方法,建立了超弹性-粘弹性-弹塑性叠加的橡胶隔振器粘弹塑性材料模型。分别使用超弹性-粘弹性模型（VE模型）和超弹性-粘弹性-弹塑性模型（VEP模型）计算液压衬套橡胶主簧动态特性,并对计算结果进行了对比,对比结果显示使用VEP模型有助于准确表达橡胶主簧在不同振幅下对液压衬套动态特性的贡献;阐述了橡胶液压衬套的流-固耦合建模方法,将VE模型和VEP模型应用于液压衬套动态特性的流-固耦合计算分析,对比结果显示,VEP模型更能表现液压衬套的振幅相关性和频率相关性的耦合特征。文中所采用的方法可有效指导液阻橡胶隔振器的前期开发设计。     

钢丝绳隔振器动态特性试验研究

目的 研究钢丝绳隔振器的静态、动态特性.方法 模拟隔振器的实际安装情况,利用正弦扫频激励方法,测量其动态特性.结果 获得了加载和卸载变形曲线、频响函数曲线和振动传递率曲线.结论 所得结果对分析该隔振器性能有实际应用价值.     

斜盘式轴向柱塞泵壳体动态特性分析EI北大核心CSCD

基于斜盘式轴向柱塞泵的几何参数、运动学参数和液压参数建立泵转子的动态平衡方程。求解动态平衡方程,并从泵转子和壳体之间的三大载荷传递路径入手,逐一确定滑靴、轴承和配流盘等运动部件对壳体的动态载荷。用运动部件对壳体的动态载荷等效它们之间的相互作用,从而实现壳体结构与运动部件的单向解耦。建立柱塞泵壳体有限元模型,采用试验模态分析验证模型的正确性。在壳体结构上施加不同工况下的动态载荷,计算壳体结构的动态响应,并用试验数据验证,进一步地,基于振动烈度评估壳体结构的振动大小。斜盘式轴向柱塞泵壳体动态特性分析为面向减振降噪的壳体结构优化设计奠定基础。     

人行桥阻尼索减振研究EI北大核心CSCD

随着人行桥跨度不断增加,其固有频率受行人质量的影响增大,为提高人行桥的宽频减振效果,提出了一种由阻尼器、复位弹簧并联后再与拉索串联而成的阻尼索减振方法。首先,以简支梁模拟人行桥,建立了阻尼索-人行桥弯曲振动方程,采用解析法获得了阻尼索为人行桥提供的附加阻尼比计算公式。然后,通过模型试验分析了桥梁频率、阻尼器黏性系数等参数变化时阻尼索为桥梁提供的附加阻尼比变化规律。研究结果表明,阻尼索可为人行桥提供非常大的附加阻尼比,附加阻尼比理论计算公式与试验结果吻合。最后,基于附加阻尼比理论计算公式,对阻尼索减振性能进行了参数影响分析。     

基于多自由度控制的主被动隔振器研究EI北大核心CSCD

船用大型动力装置运行时所产生的线谱振动是水下辐射噪声产生的重要原因之一,通常在振源设备与船体安装基座之间采取隔振措施,抑制宽频带振动的传播。针对隔振系统振动传递路径复杂而难以有效控制的问题,在功率流传递特性分析的基础上提出一种新型主被动隔振器,在被动隔振的基础上通过主动控制进一步衰减线谱振动通过隔振器的传递。该隔振器具有多自由度振动传递控制的特点,可避免通常存在的振动传递路径切断不彻底的弊端。该研究对隔振器的静态特性、动态特性以及主被动隔振效果进行了分析和测试,仿真及试验结果均表明,通过结合加权误差反馈自适应控制算法和多自由度同步控制,主被动隔振可显著抑制弹性基础在300 Hz内的线谱振动。