金属橡胶非线性隔振系统混沌特性

对金属橡胶非线性隔振系统的混沌特性进行了研究。推导了系统振动的状态方程,计算了系统的Lyapunov指数,并根据给定的参数绘制了系统的时间历程图、相轨迹图,证明了系统存在混沌运动。通过系统响应频谱图的分析,说明了金属橡胶非线性混沌振动在线谱控制中的重要作用。用数值方法分析了激励参数与隔振器参数对金属橡胶隔振系统动力学特性的影响,依据系统随各参数变化的分岔图,指出了系统产生混沌运动时各参数的取值范围,从而得到了金属橡胶非线性隔振系统产生混沌振动时各参数选取的一般方法,为金属橡胶非线性隔振系统的混沌特性应用打下了基础。     

柔性基础非线性隔振系统动力学特性分析

建立了隔振对象-非线性隔振支承-柔性基础组成的耦合系统的一般性动力学模型,研究了应用振动功率流对非线性隔振系统进行效果分析的计算方法,给出了动力学方程初值问题表达式;并且基于Runge-Kutta法以某小型无人机的发动机隔振系统为算例,对几种非线性隔振器的隔振效果进行了数值仿真和分析。研究表明并联刚度隔振器和分段线性隔振器可有效减少隔振系统功率流的传递。     

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。     

柔性基础上迟滞干摩擦隔振系统的简化分析

工程实际中,柔性基础上非线性隔振系统广泛存在,而振动特性的分析却严重制约着其应用与研究。基于柔性基础上含有三次非线性刚度的迟滞干摩擦隔振系统,首先采用振型分离的方法建立了系统的动力学方程,并结合增量谐波平衡法求解了系统在发生任意阶主振动情况下的响应;随后,以基频谐波项为基础,推得了系统力传递率的计算公式,并根据公式定性分析了隔振器各参数对系统力传递率的影响。发现,适当减小刚度系数,增大阻尼系数,增大静摩擦极限均可有效降低系统的力传递率。研究为该类系统的工程实际应用提供了可靠借鉴。     

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。     

金属橡胶构件的性能分析与实验研究

利用金属橡胶的弹性性能,设计了一种以金属橡胶作为阻尼元件的隔振器,对其进行了理论分析和静态实验研究,通过实验获得了金属橡胶隔振器刚度,密度及振幅之间的相互关系,并利用Masing理论,建立了金属橡胶隔振器数学模型,利用数学模型对实验结果进行了验证,为金属橡胶隔振器的应用提供了理论依据。     

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。     

液阻橡胶隔振器在汽车隔振系统上的应用研究

为了解决发动机扭矩激励带来的振动噪音及路面激励带来的胎噪等问题,进而提高汽车的噪声、振动和声振粗糙度(noise,vibration and harshness,NVH)性能,将隔振系统应用在汽车的动力总成系统和行驶系统之中。对隔振系统的结构性差异进行了研究,利用仿真力学分析软件Analysis作为平台,对比分析了普通橡胶隔振器与液阻橡胶隔振器的性能特点,以振动加速度作为主要评价因子,选择了两款常见车型进行了对比测试。结果表明,液阻橡胶隔振器在受到不平路面激励时对衰减方向盘扭振的效果要优于普通橡胶隔振器,两种车型的振动加速度峰值分别下降了62%和28%;液阻橡胶隔振器具有更好的动刚度特性、阻尼角特性和振动加速度特性。     

含金属橡胶的双层隔振系统简谐激励响应计算方法研究

针对目前含金属橡胶的双层隔振系统简谐激励响应算法推导过程复杂、求解困难的现状,提出了基于多项式动态模型的等效线性化方法。首先引入多项式模型对金属橡胶的动态力学特性进行了描述,并对不同频率下隔振系统运动方程中的非线性刚度、阻尼进行等效线性化处理,然后求解方程获得系统在相应频率下的振幅,最后由不同频率的振幅组成幅频特性曲线。通过算例,将利用上述方法得到的结果与试验数据进行了对比,证明了多项式模型等效线性化方法对于含金属橡胶的双层隔振系统简谐激励响应计算问题的适用性、简便性和准确性。     

基于非线性有限元的橡胶隔振器压缩刚度的研究

借助ANSYS软件完成了压缩状态下矩形橡胶隔振器的非线性有限元分析,总结了矩形橡胶隔振器压缩刚度计算公式中形状系数的确定方法,并与传统经验公式进行了比较。     

基于拓扑优化的混凝土输送臂基座轻量化设计方法研究

应用有限元方法对混凝土输送臂基座进行静强度分析和模态分析,得出其静强度和固有频率满足轻量化设计基本条件。采用密度拓扑优化方法,以单元材料密度为设计变量,以静强度和固有频率为设计约束,以体积最小化为设计目标,对混凝土输送臂基座进行轻量化设计,引入对称约束和最小成员控制约束,保证优化后的可制造性。结果表明:在满足静强度和固有频率约束的前提下,基座质量可减轻18.3 kg。     

动力稳定车金属橡胶弹簧非线性动刚度特性研究

金属橡胶弹簧的动刚度是进一步研究动力稳定车整体性能的关键因素之一。根据动力稳定车金属橡胶弹簧本构参数,建立了金属橡胶弹簧有限元模型,基于LS—DYNA研究了金属橡胶弹簧的3个坐标方向的非线性动刚度。根据分析结果,认为金属橡胶弹簧在不同的载荷、频率组合下其动刚度呈现非线性变化。分析结果可为动力稳定车金属橡胶弹簧的优化设计提供理论依据。     

基于虚拟样机技术的浮吊补给作业动态特性仿真研究

浮吊在海上作业受波浪载荷作用,产生复杂的非线性动态特性,易引发安全事故。将吊索作为柔性体,考虑吊重运动和船体运动的耦合,基于多体动力学建立了刚柔耦合浮吊作业的虚拟样机模型,仿真计算得出浮吊在海上补给作业的相关动力学特性。结果表明:被补给船位置,波浪激励频率、吊索初始长度和下降速度等对浮吊的安全作业有重要影响。     

某消声器声辐射仿真分析与形貌优化

先通过模态分析与传递函数研究了某款消声器的动态性能,其次采用结构有限元与声学边界元耦合分析计算了消声器辐射噪声并与排气噪声进行比较,说明了辐射噪声对消声器声学性能的明显影响。在降低原消声器厚度情况下对消声器进行形貌优化,得到消声器辐射噪声更小的优化结果。     

弹性耦合对大挠度柔性梁变形影响的分析

考虑了梁纵向、横向和侧向三个方向的位移耦合项,利用Green-Lagrange应变张量建立了梁在大挠度、大转动、小应变条件下的应变-位移关系,并根据Hamilton原理得到了梁运动的有限元方程,研究了静力情况下弹性耦合对柔性梁横向、侧向位移及扭转角的影响。数值结果表明:弹性耦合作用使柔性梁的横向位移变大,侧向位移变小并产生扭转角位移;有限元计算结果与实验数据有很好的一致性;较主曲率变换方法计算结果更为准确。     

具有一般型线的指尖密封性能优化设计

提出基于曲线弧函数s的曲线切向角θ的多项式方程,来表示满足指尖梁成形要求的任意可能的凸、凹型线。利用Taylor级数获得一般型线的通用表达式和特征参数,建立了以低泄漏率和低磨损率为目标的优化模型,从而实现指尖梁形状优化与其他几何结构尺寸的同步优化。优化算例结果表明:经双目标优化设计可以获得综合性能良好的一般型线指尖密封结构形式;与现有圆弧型线和渐开线型线指尖密封优化结果相比,一般上凸型线指尖密封综合性能与圆弧型线和渐开线型线指尖密封相当,一般上凹型线指尖密封在满足低泄漏性能上具有明显优势。     

静压轴承对电主轴转子系统动态特性的影响分析

静压轴承的性能对高精密平面磨床电主轴转子系统的动态特性起决定性的影响。以某高精密平面磨床电主轴转子系统为研究对象,应用弹簧阻尼单元模拟静压轴承,建立电主轴转子系统的有限元模型,分析其动态特性,得到静压轴承刚度及阻尼值对电主轴转子系统固有频率、动刚度及临界转速的影响特点。结果表明:前后端静压轴承刚度相同时,电主轴转子系统固有频率、临界转速与轴承刚度、阻尼成正变关系,动刚度与轴承刚度成反变关系与轴承阻尼成正变关系,轴承刚度大于3×105N/mm时,轴承阻尼值对系统临界转速影响很小,此时提高轴承阻尼值可以提高系统固有频率和动刚度,减小振动幅度,获得良好的动态性能;前后端静压轴承刚度不相同时,轴承刚度的波动对系统最小动刚度的影响比轴承刚度相同时更柔和,加工更稳定。     

高速列车弹性车体垂向振动与悬挂参数设计

高速铁道客车车体受轨道激扰力的作用产生弹性振动,影响客车运行平稳性。为了分析车体弹性振动与车体悬挂参数关系,基于刚柔耦合动力学原理,建立了客车垂向动力学模型,根据共振理论及模态叠加原理计算了系统固有频率和响应功率谱,分析了车辆系统悬挂参数和运行参数对振动的影响。仿真发现弹性车体振动响应大于刚性车体,车体一阶垂弯振动对弹性振动的贡献最大。在满足结构条件下,适当降低一、二系悬挂垂向阻尼、一系悬挂垂向刚度可减小车体弹性共振,系统各个部件自振频率控制、车体垂向悬挂阻尼控制可实现整车模态及局部有害模态控制。     

某火炮炮闩机构动态特性有限元分析

在火炮开闩过程中,炮闩系统常因发生剧烈碰撞而损坏。针对炮闩动态应力响应问题,基于接触有限元理论,运用ABAQUS软件建立了某火炮炮尾炮闩系统的非线性结构动力学模型,模拟炮闩机构中复杂的接触碰撞现象,并采用隐式时间积分方法仿真模拟开闩过程,研究火炮复进过程中开闩凸轮撞击开闩板时及开闩过程中的炮尾炮闩结构中主要部件的动态应力响应,通过对结果的分析,获得主要部件动态应力大小。研究结果表明,火炮零件能够较好地满足强度要求,但抽筒子所受应力较大,其计算结果可以为改进曲柄、闩体结构提供依据。     

干涉配合对复合材料单钉连接疲劳寿命影响研究

利用ABAQUS软件中的UMAT子程序建立了基于三维Hashin判据、Camonho参数退化准则与两种渐进疲劳损伤模型的复合材料本构模型。对未采用干涉配合的复合材料单钉连接结构疲劳寿命试验进行了数值模拟,所得寿命预测值与试验结果吻合较好,证明了该分析方法和所编写程序的正确性。在此基础上,对采用干涉配合的复合材料连接结构疲劳寿命进行了预测。结果表明:当采用0.8%~1.0%干涉量的干涉配合时复合材料连接结构的疲劳寿命约可以提高到原来的3倍。