环形金属橡胶隔振器系统建模与实验研究

以航空发动机导线插头支座用环形金属橡胶隔振器的具体需求为背景,对环形金属橡胶隔振器进行了建模与实验研究.借助于动力学原理和迟滞理论,建立了隔振器的振动系统模型,并对模型中的参数进行了讨论,得出环形金属橡胶隔振器的动态频响特性.利用静态实验对不同初始变形时环形隔振器的局部刚度特性进行了分析,并通过动态实验对环形隔振器的动态频响特性进行了验证.结果表明,该隔振器具有独特的刚度和阻尼特性,其初始变形对隔振器固有频率和传递率具有较大影响.图7,表1,参11.     

解耦膜与节流盘对液阻悬置动态特性的影响

分析了一种带解耦膜的液柱共振式液阻型橡胶隔振器的结构,结合液-固直接耦合有限元分析方法,建立了隔振器的一体化有限元模型,进行了不同激励频率下的隔振器动态特性计算和工作过程分析.结果表明解耦膜在低频范围也发生了变形,通过调整解耦膜的数量和刚度均可改变隔振器的低频动刚度和滞后角特性.在原方案基础上增设不同结构参数的节流盘并计算隔振器的动态特性,分析了节流盘的设置对隔振器动刚度和滞后角的低频峰值及其对应频率的影响,同时研究了隔振器的低频动态特性曲线随节流盘直径和杆长变化的规律.通过实验验证了有限元计算和分析的有效性.基于液-固直接耦合分析技术的有限元建模方法能够有效反映隔振器内部结构的实际工作过程和动态特性的变化规律,可以用于具有复杂结构的液阻型橡胶隔振器的性能分析和结构设计中.     

碟形橡胶准零刚度隔振器的设计和特性分析

设计了具有准零刚度(QZS)特性的碟形橡胶隔振器,并分析了其隔振特性.隔振器由负刚度元件碟形橡胶(内含钢材料的筋)与正刚度元件竖直橡胶柱并联组装而成.基于Abaqus有限元仿真分析,给出了隔振器在静平衡位置处出现零刚度时,碟形橡胶元件和竖直橡胶元件分别需要满足的构型和尺寸参数条件,得到了隔振器的回复力曲线,并用仅含三次的多项式进行了拟合.进一步,建立隔振系统动力学方程,基于谐波平衡法分析了系统的隔振特性,并与Abaqus动力学仿真分析进行对比,结果表明,碟形橡胶准零系统隔振性能明显优于相应的线性系统.     

不同环境温度下橡胶隔振器振动性能研究

通过振动台对橡胶隔振器施加正弦扫频基础激励,测得了隔振器系统高低温环境下隔振器系统主振方向的动刚度和阻尼比;并分析了计算动刚度和阻尼比的近似公式引起的相对误差。结果表明,随着环境温度的升高,该隔振器的动刚度逐渐降低,阻尼比也逐渐降低。在常温和高温测试结果的处理中,近似公式引起的相对误差在可接受范围内。然而在低温环境下,近似公式引起的相对误差较大,此时建议采用推导的精确公式求解动刚度和阻尼比。     

涡桨发动机橡胶隔振器设计方法研究

在现有简单规则橡胶隔振器刚度计算公式的基础上,采用有限元方法推导了一种航空发动机橡胶隔振器的三向刚度计算公式;并利用所得公式对给定刚度需求的隔振器进行了形状、尺寸和硬度等参数的逆向设计。结果表明:与数值解相比,推导所得公式的计算结果误差小于3%。由参数设计得到隔振器的三向刚度与目标三向刚度的误差分别为0.7%、4.2%、1.6%,满足隔振器设计的工程精度要求,为本类橡胶隔振器的工程研制提供了一种新方法。     

振动筛橡胶弹簧非线性刚度实验及仿真研究

采用实验方法及仿真计算,对振动筛用橡胶弹簧的非线性刚度特性进行研究.实验得到橡胶弹簧在压缩变形过程中刚度变化曲线,分析表明刚度变化可以划分为近似线性区和非线性区两个区间,通过最小二乘法拟合得到不同区间内橡胶弹簧刚度—压缩变形关系式;在实验数据基础上,应用应变能理论,建立了橡胶弹簧的非线性本构方程及其非线性有限元分析模型,很好地模拟了橡胶弹簧的整个压缩变形过程,模型有足够的精度.对于橡胶弹簧工作在近似线性刚度区的情况,提出了均值刚度的概念及其计算方法,建立线性有限元模型进行仿真分析,结果表明在近似线性刚度范围内能够较好地符合实验数据,可以作为非线性分析的替代,解决了非线性分析收敛困难的问题,并减少计算资源占用.本文的研究为振动筛用橡胶弹簧的设计和生产提供了分析方法和理论依据.     

金属橡胶隔振器动力学模型与分析

综合考虑金属橡胶隔振器的阻尼形成机理,对金属橡胶隔振器的恢复力进行非线性描述,建立了动力学模型,对金属橡胶隔振器的动力学特性进行了研究,在理论研究和实验研究中采用了能量法进行金属橡胶隔振器的参数识别.同时将实验研究结果与理论研究结果进行了对比分析,验证了识别方法的正确性和准确性.图5,参10.     

钢轨扣件减振橡胶动态刚度特性分析

基于黏弹性材料动态恢复力由非线性弹性恢复力和非线性阻尼力叠加而成的理论,提出钢轨扣件减振橡胶的动态力学模型.根据实际工作状态对减振橡胶进行动态试验,对试验数据进行拟合分析,并验证了拟合的有效性.分析研究了振幅和频率对非线性弹性恢复力、非线性阻尼力以及动态刚度的影响规律.结果表明:随着振幅的增加,弹性恢复力和迟滞阻尼力迅速增大,动刚度值也相应增大;随着激励频率增加,弹性恢复力略有减小,阻尼力有所增大,同时,动刚度也有增大的趋势.     

压路机橡胶减振系统动态参数

针对振动压路机一级橡胶减振系统的工作状态进行分析,推导出橡胶减振系统动刚度及动阻尼的计算方法,通过试验探究振动频率对橡胶减振系统动态参数的影响规律,指出随着钢轮振动频率的增加,橡胶减振系统的动刚度、动阻尼大致呈二次曲线规律变化,且与压路机低幅振动时相比,在同一振动频率下高幅振动时一级橡胶减振系统表现出的动刚度更大.对于试验样机而言,当振动频率为30~35 Hz时机架与钢轮的振动相位差最大,一级减振系统的动阻尼值最大.     

基于试验的发动机悬置动特性分析

以某混合动力公交车前、后橡胶悬置块为研究对象,首先确定了激励频率、预载荷、位移幅值三个加载参数,在确定位移幅值时采用了时域-频域混合积分和最小二乘法拟合的方法;然后利用MTS电液伺服激振系统搭建了测试系统,采取位移控制模式进行试验;接着在MATLAB中采用几何作图方法对动刚度、滞后角进行了计算;最后分析了储能动刚度与损失动刚度的变化情况,并结合发动机前悬置斜置式支承,对前悬置在发动机怠速时隔振性能较差的原因进行了分析,并提出初步改进意见,可以为发动机悬置设计提供参考.     

某型号隔振器的弹簧设计

根据弹簧设计理论,借助于M athCAD软件,对等节距圆锥螺旋压缩弹簧进行设计和计算.在设计中采用刚度拟合技术,在垂直和水平方向上将弹簧并联并预压,使隔振器能够承受较大的过载.对弹簧的强度校核,以及对它和隔振器的一系列试验证明了设计的正确性.     

磁流变隔振器隔振性能对比试验研究

对扬动YND485Q柴油机从整机振动方面进行了振动控制试验研究.分别对装有橡胶隔振器和磁流变隔振器的发动机进行了实际测试,并对得到的数据进行了处理,对比得到橡胶隔振器的隔振性能以及磁流变的隔振性能.整体表明具有变阻尼智能材料的磁流变隔振器在各个工况下都较橡胶隔振器有明显的隔振效果.证实了磁流变智能材料具有更好的性能,在...     

屈曲板型准零刚度隔振器的设计和特性分析

设计一款屈曲板型准零刚度隔振器,该隔振器由竖直的橡胶垫和屈曲的弹簧钢板组合而成.为便于分析该隔振器的刚度特性,基于Abaqus软件分析和Matlab拟合给出力与位移的近似表达式.通过理论分析,给出该系统出现准零刚度时,竖直橡胶垫需满足的刚度条件.依据谐波平衡法研究了阻尼对系统动力学特性的影响,得到了系统的力传递率,并对其隔振性能进行了评估.结果表明,屈曲板型准零刚度隔振器能够显著提高低频段的隔振效率;在适当的阻尼情况下,该准零刚度隔振系统没有共振问题.     

复杂形状的金属橡胶隔振器当量弹性模量研究

给出了计算金属橡胶鼓形隔振器的当量弹性模量的方法.计算了拉伸和剪切作用下复杂形状隔振器的弹性特征量,利用当量弹性模量和有限元方法来研究隔振器的变形,通过算例和实验结果进行验证.结果表明,当量弹性模量比较准确地描述了复杂形状金属橡胶隔振器的性能,为其进一步研究奠定了基础.图6,表1,参8.     

厚层铅芯橡胶支座力学性能

设计了3种不同单层橡胶厚度的厚层铅芯橡胶支座并进行力学性能试验,研究其竖向压缩刚度、水平等效刚度、屈服后刚度、屈服力、等效阻尼比等基本力学性能,分析其随压应力、剪应变等的变化规律,并与现有的力学性能理论值进行比较.结果表明,竖向刚度试验值和理论值相差较大,且随着单层橡胶厚度的增大而增大;针对竖向刚度试验提出了拟合公式,该公式与试验结果吻合较好;受样本数量的限制,拟合公式的适用性有待进一步验证;厚层铅芯橡胶支座的水平力学性能与理论值较接近.     

钢轨扣件减振橡胶动态特性分析

基于黏弹性材料动态恢复力由非线性弹性恢复力和非线性阻尼力叠加而成的理论基础,运用理论与动态试验相结合的方法,提出一种钢轨扣件减振橡胶动态恢复力模型,着重揭示一阶、三阶和五阶动刚度对激励频率和振幅的依赖性。运用最小二乘拟合法确定各阶动刚度中所含未知参数,并利用理论模型重构恢复力-位移回线,最终将其与试验曲线相比较。研究结果表明:钢轨扣件减振橡胶具有明显的非线性特性,其动态刚度与振幅和频率之间呈复杂的曲面关系;本文所建动态力学模型可为钢轨扣件减振橡胶的动态分析和优化设计提供了一定的理论支持。     

基于MSC.Marc的中凸螺旋弹簧刚度特性研究

以帕萨特B5后悬中凸圆柱螺旋弹簧为例,基于大型有限元分析软件MSC.Marc进行刚度特性仿真分析,研究了中凸螺旋弹簧的静、动态特性,并通过试验相佐证.证实了弹簧刚度存在显著的非线性,得到了弹簧静刚度的非线性拟合公式;证实了非线性中凸弹簧刚度与激振频率存在密切关系,并得到了中凸螺旋弹簧随频率变化而变化的动刚度曲线.最后,本文证实了预载荷对中凸螺旋弹簧动刚度有显著影响.     

基于MRE隔振器的变刚度半主动隔振系统分析

为探究磁流变弹性体隔振器应用于变刚度半主动隔振的可行性,制备硅橡胶基磁流变弹性体(MRE),设计制作MRE隔振器,对MRE材料和隔振器的性能进行测试,搭建基于MRE隔振器的变刚度半主动隔振系统并设计On-off控制、模糊控制和GA模糊控制算法.测试结果表明:MRE的储能模量在磁感应强度为600 mT时达到饱和,磁流变效应达到2000％以上;MRE隔振器的变刚度特性明显,当线圈电流从3 A变化为-3 A时,等效刚度从74.216 kN/m增加到137.128 kN/m,增加了84.8％;经过优化后的GA模糊控制效果提升了10％以上,三种控制算法对位移响应峰值的控制效果达到50％以上,对位移RMS值的控制效果达到60％以上.结果表明:经过优化后的GA模糊控制效果提升明显,磁流变弹性体隔振器可以有效应用于变刚度半主动隔振控制系统.     

基于磁流变技术的地铁轨道垂向振动研究与ANSYS仿真分析

针对刚度和阻尼可以调整的磁流变隔振器在地铁轨道的垂向隔振性能进行了研究?分析了如何调整磁流变隔振器的刚度和阻尼实现优化地铁浮置板轨道减震?隔振效果?在ANSYS里建立地铁列车水平运动的垂向振动等效模型进行力学分析?通过调节刚度和阻尼观察地铁轨道等效模型的减震?隔振效果的变化,得到提高轨道的减震?隔振性能刚度和阻尼的优化范围,从而实现比传统被动隔振器更理想的振动特性?     

一种嵌套式X型结构的高阻尼隔振器性能研究

在不减小刚度的情况下,为了实现隔振器高阻尼输出的隔振目标,首次提出一种基于嵌套式X型结构的高阻尼隔振器.在建立隔振系统动力学模型基础上,首先,给出了隔振系统的等效阻尼,并研究其非线性变化特性.然后,采用谐波平衡法给出了隔振系统的力传递率.以力传递率为基准,对隔振器系统的减隔振性能以及设计参数的灵敏度进行了分析.最后,通过实验验证了理论模型的有效性和解析结果的准确性.结果表明,与常规线性隔振器相比,采用相同设计参数的嵌套式X型结构高阻尼隔振器可大幅度提高系统输出阻尼,并且其隔振特性可通过各个设计参数灵活调整.相关研究成果可为高阻尼隔振器的设计与应用提供理论依据.