变激励条件下金属橡胶非线性减振器试验研究

以某型金属橡胶非线性减振器为研究对象,对其进行了静态试验及不同正弦激励条件下动态试验,建立了基于双折线本构关系的数学模型,并利用粒子群优化算法对不同激励条件下减振器模型的参数进行了识别,通过识别参数的对比得到了减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减振系统进行动力学分析时,必须首先对实际工况下减振器进行动态试验,再通过参数识别获取减振器准确的数学模型,才能对金属橡胶减振系统进行准确的动力学分析.      

发动机曲轴橡胶扭转减振器稳健性优化匹配

利用分数导数动力学模型描述橡胶扭转减振器的非线性动态特性,根据系统能量等效思路,将分数导数模型等效为"质量-弹簧-阻尼"模型,并建立带有橡胶扭转减振器动力学模型的发动机曲轴系统集总参数模型;接着采用遗传算法对设计参数进行初步优化,然后应用Taguchi方法进行橡胶扭转减振器稳健性优化匹配;最后在优化结果的基础上,试制不同组合设计参数的橡胶扭转减振器,并开展相关试验验证匹配了不同橡胶扭转减振器的曲轴轴系的扭振减振效果.验证结果表明:分数导数扭转减振器动力学模型可用于发动机曲轴扭振特性的分析,对橡胶扭转减振器进行稳健性优化匹配可得到在现有条件下最佳的减振效果.     

引射式压力恢复系统的振动抑制技术

为了提高引射式压力恢复系统振动抑制性能,减小本系统振动对其他系统的影响,分析了系统的振动特性和振型,建立了系统振动力和主振型数学模型,利用时域信号取均方根方法测试了系统3个支座动态振动力,振动力沿气流方向逐渐减小。采用被动控制振动抑制技术,根据振动力设计制作了减振器,研究了橡胶块与金属弹簧并联再加配重以及橡胶块加配重2种减振器模型的减振效果。结果表明:橡胶块与金属弹簧并联、加配重45.2kg的减振器模型减振效果好,当控制点输入加速度为5 g时,减振效果最佳。激励强度大小、弹簧刚度和阻尼等参数的优化能够提高减振器的减振性能。     

金属橡胶阻尼元件的性能研究

对金属橡胶减振器的性能进行了实验研究,考察了成型密度、高度、预压缩程度和激励力大小等对单自由度系统阻尼性能的影响。结果表明,适当的调节金属橡胶的结构参数,可以有效地提高其对承载物体的减振效果。     

非成型向金属橡胶减振器的减振性能

金属橡胶非成型向具有很好的刚度、耐腐蚀性、又具有一定阻尼等特性. 以其为承载主体,设计出一款应用于舰艇大质量管路减振的新型减振器. 基于双折线本构关系,用等效线性化方法建立减振器的动力学模型. 通过正弦激励加载试验,研究不同激振力、不同阻尼元件密度、不同预紧间距以及不同布置方式对新型减振器减振效果的影响. 根据预紧间距和布置方式的试验情况,对减振器结构设计和实际安装进行优化. 试验发现,激振力对减振性能影响效果显著,减振性能随着激振力的增加而增加,随阻尼元件密度增加而降低,随预紧间距减小而降低. 研究结果对舰艇管路系统减振措施等工程应用提供了理论指导和实验依据.     

金属橡胶隔振器的非线性响应特性研究

金属橡胶隔振器在工作的时候,由于金属丝不仅仅存在弹性变形,而且其间还存在着干摩擦及扭转变形,此作用机理导致了金属橡胶隔振器的减振系统为非线性特性。首先从阻尼力及弹性力两部分建立减振系统的数学模型,其间采用了多尺度法对其非线性特性进行了分析,推导出了非线性隔振系统的激励频率与响应振幅的关系式。与一般线性系统响应特性对比,得出了非线性隔振系统的响应特性。     

金属橡胶隔振器的非线性响应特性

金属橡胶隔振器在工作的时候,由于金属丝不仅仅存在弹性变形,而且其间还存在着干摩擦及扭转变形,此作用机理导致了金属橡胶隔振器的减振系统为非线性特性。首先从阻尼力及弹性力两部分建立减振系统的数学模型,其间采用了多尺度法对其非线性特性进行了分析,推导出了非线性隔振系统的激励频率与响应振幅的关系式。与一般线性系统响应特性对比,得出了非线性隔振系统的响应特性。     

基于非成型向金属橡胶的管路吊架减振性能研究

管路系统减振是保证舰艇整机系统正常工作的必要前提,本文利用金属橡胶非成型方向具有很好的刚度、耐腐蚀性、又具有一定阻尼等特性。以其为承载主体,设计出一款应用于舰艇大质量管路减振的新型吊架减振器。基于双折线本构关系,用等效线性化方法建立吊架减振器的动力学模型。采用正弦激励加载试验,研究了不同激振力、不同阻尼元件密度、不同预紧间距以及不同布置方式对新型减振器减振效果的影响。根据预紧间距和布置方式的试验情况对减振器结构设计和实际安装进一步优化。试验发现,激振力对减振性能影响效果显著,减振性能随着激振力的增加而增加,随阻尼元件密度增加而降低,随预紧间距减小而降低。研究结果对舰艇管路系统减振工程应用提供了理论指导和实验依据。     

基于非成型向金属橡胶的大载荷管路减振器的阻尼耗能特性研究

针对所设计的大载荷管路系统用金属橡胶减振器,进行阻尼耗能特性研究.采用单因素控制和正交试验的方法,研究该减振器在正弦激励作用下,其阻尼耗能特性随外部激励频率、金属橡胶密度、激励振幅、预紧间距和温度的变化情况,以及该减振器阻尼耗能特性对于不同影响因素的敏感程度.研究发现,该减振器的阻尼耗能性能随着激励频率的增加而增加,随着加载振幅的增加而降低,而随着预紧间距的增加而减小.当温度范围为30～200℃时,该减振器的阻尼耗能性能变化不大,在200～300℃时阻尼耗能性能随温度的增加而减小.通过正交试验的极差分析,得到各因素对该金属橡胶减振器阻尼耗能性能的影响程度依次为:激励振幅>预紧间距>金属橡胶密度>激励频率.     

非线性橡胶悬架系统平顺性仿真与试验

基于橡胶元件非线性力学特性试验和悬架减振性能台架试验,建立了工程自卸车平面八自由度集中质量参数模型,该模型包含了刚度立方非线性和阻尼分段非线性.用龙格库塔法求解八自由度强非线性动力学方程并用试验验证了仿真模型的正确性.仿真分析与试验研究都表明橡胶悬架减振特性仍需进一步的优化设计.通过橡胶悬架参数灵敏度分析,确定了橡胶悬架最合适的优化参数;双参数的仿真研究表明在考虑有效约束条件下能优化得到橡胶悬架的最佳值.该研究为非公路车辆橡胶悬架的优化设计奠定了基础.     

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.     

气动可调式准零刚度隔振器设计及特性分析

针对承载质量的变化会影响隔振器性能的问题，设计了具有准零刚度特性的可调式非线性气动隔振器.该准零刚度隔振器由一个竖直的双气室可调式气动弹簧和4个对称初始水平放置的单气室可调式气动弹簧组合而成.分析了气动可调式准零刚度隔振系统的设计参数之间应满足的关系.当承载质量改变时，通过调节气压来保持静平衡位置处的准零刚度特性.利用谐波平衡法对系统进行振动分析，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，系统具有良好的低频隔振性能，优于相应的线性系统.     

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.     

含中间质量改进三参数隔振器动力学特性研究

通过在含X形机构非线性三参数隔振器中引入中间质量,提出一种改进三参数隔 振器并建立其理论模型 . 采用谐波平衡法得到隔振系统的稳态解析解,利用四阶龙格库塔法 和多体动力学软件 ADAMS验证其正确性 . 将力传递率作为评价隔振系统动态性能的技术指 标,与传统三参数隔振器以及含X形机构非线性三参数隔振器进行对比,结合工程实际,分别 给出3种类型隔振器在多频稳态激励下的时域位移响应,并进行对比研究. 分析了该隔振系统 的功率流特性以及能量特征,选择隔振系统部分关键设计参数进行影响因素分析 . 从动力吸 振器的角度,讨论了所提模型中非线性连接方式对其减隔振效果的影响. 计算结果表明,合理 选择中间质量可以在原隔振系统谐振频率附近形成一个反共振低谷,且系统固有频率向低频 移动,使隔振系统有效隔振频带变宽;相比于传统三参数隔振器和含X形机构非线性隔振器, 隔振系统在低频和高频的隔振性能均得到有效提升;通过力传递率评估设计参数,结果表明 各参数均存在最优值;将线性动力吸振器与接地X形机构连接,可进一步改善其减隔振效果.     

电动车辆驾驶室隔振系统建模与振动特性分析

针对电动车辆驾驶室的低频振动问题,首先建立了底部装有4个隔振器的驾驶室有限元模型,提出采用三个方向的非线性弹簧阻尼单元的方法来等效替代隔振器,并进行约束模态分析.根据模态分析结果,讨论了驾驶室晃动产生的原因,并在此基础上,给出了两种减小驾驶室晃动的隔振器设计改进方法.根据实际使用情况,对液阻型橡胶隔振器进行了设计和静力分析,改善驾驶室的乘坐舒适性,此外通过调整隔振器的安装位置有效地减轻驾驶室的振动,模态分析结果显示振型频率均有所提高,同时第4阶振型变为驾驶室后壁局部振动.最后,利用有限元仿真,对驾驶室隔振系统进行振动分析,结果表明调整隔振器安装位置后的驾驶室减振系统在低频路面位移激励下垂向振幅明显减小.     

变杆长X形结构隔振系统动力学特性研究

针对传统三参数隔振器谐振段与高频段的隔振效果不能同时保证的问题,提出了一种将几何非线性特征变杆长X形结构隔振器的模型.该模型采用谐波平衡法建立动态响应解析模型,并且将解析解与时域数值解和多体动力学软件Adams得到的仿真数据进行对比,证明解析解正确.在此基础上,分析了变杆长X形结构隔振系统的等效刚度系数、等效阻尼系数、力传递率和多频稳态激励条件下传递到基础的动态力以及关键设计参数对隔振系统传递特性的影响.结果表明变杆长X形结构隔振系统等效刚度和等效阻尼呈单调递增变化;变杆长X形结构隔振系统谐振峰值显著减小且频率未发生变化,对应时域力响应也呈现出相同的变化特征.     

一种含放大机构隔振器的动力学特性研究

利用四端铰接杆,提出一种含放大机构的新型隔振器.采用谐波平衡法获得隔振系统动态响应的解析表达式,并分别给出隔振系统的幅频响应、相频响应、绝对位移传递率、等效刚度系数和等效阻尼系数.理论计算结果与常规线性隔振器进行对比,并开展了验证试验.分析并给出系统参数对含放大机构隔振系统动态性能的影响规律.结果表明:与常规线性隔振器相比,在时域范围多频激励条件下含放大机构隔振系统惯性质量的绝对位移传递率幅值得到明显衰减;同样,在频域范围惯性质量的绝对位移传递率幅值也得到显著衰减,且谐振频率略微向高频移动;隔振系统设计参数对隔振性能均有较大影响,通过灵活调整隔振系统各设计参数可以实现不同的隔振目标.      

某飞机火箭控制盒隔振设计与试验

针对某飞机火箭控制盒过振动问题,设计了一套专用的隔振装置。首先通过隔振理论计算了6组不同固有频率和放大倍数的隔振性能,综合考虑隔振性能和耐久性寿命要求选定隔振参数,并计算隔振器的刚度和阻尼;然后针对隔振装置的核心元件,设计了4种不同硬度胶体配方并分别试制了4只试样;基于电子万能材料试验机,对试样进行了刚度和迟滞回线测试,获得胶体刚度和阻尼随硬度变化规律,再根据理论分析所需隔振器参数,拟合得到所需胶体的硬度,并用样件验证;最后基于电磁振动台,设计了一套隔振系统,进行振动功能和振动耐久性寿命考核。试验结果表明:所设计隔振装置的性能可以满足该火箭控制盒的隔振设计要求。