金属橡胶辊压成形工艺及力学性能关联分析

针对新型辊压和传统冲压两种成形工艺制备薄壁平板状金属橡胶的微观结构和力学性能差异性,利用ABAQUS软件对成形过程进行有限元仿真,预测了两种金属橡胶内部细观结构的变形特征,验证了金属橡胶力学性能与结构的关联性,并确定了辊压优选参数。试验结果表明,不同成形工艺过程影响金属橡胶内部螺旋丝的钩连和接触形式,辊压比冲压得到的试样的刚度明显更低,但对金属橡胶的宏观损耗因子影响并不大;辊压时采用多道次、小压下量可以提高金属橡胶的阻尼性能,辊压速度和进料方向对金属橡胶的力学性能影响不明显。本研究工作为辊压成形制备金属橡胶的工艺设计及工程化应用提供了参考价值。     

金属橡胶支承转子系统的动力特性研究

建立了含立方非线性的金属橡胶支承转子系统的运动微分方程，给出了基基于谐波平衡的求解方法，通过数值计算，分析了金属橡胶支承转子系统的隔振性能，得出了其动力性能随支承参数变化的规律，为金属橡胶支承转子系统设计提供了理论依据。     

金属橡胶力学性能及应用研究进展

工业生产中无处不在的振动会周期性地作用于设备,引起疲劳破坏和损伤,从而降低设备运行可靠性。金属橡胶是一种新型非连续金属材料,具有橡胶所不具有的金属性能而能够适应油污、腐蚀、高低温等恶劣环境,具有金属所不具备的橡胶性能而能够满足高弹性、大阻尼减振隔振要求,因此在军事和民用领域均有广泛应用。首先,对近二十年国内外学者在金属橡胶的阻尼特性、本构模型和疲劳特性等力学特性方面的研究进行分析和评价;其次,对金属橡胶的内在固有因素和外部使用因素对其动静态特性的影响进行归纳和总结,综述金属橡胶力学性能在减振、降噪及复合型衍生产品方面的应用;最后,探讨金属橡胶研究中存在的问题及发展趋势。     

新型组合支承的Jeffcott转子的动力特性分析

应用SAMCEF软件对金属橡胶与圆锥动静压滑动轴承组合支承的Jeffcott转子进行有限元分析,得到转子一阶与二阶的临界转速和模态振型,并设计了金属橡胶与圆锥动静压滑动轴承高速转子系统。实验结果表明:临界转速实测值与理论分析值的差值小于2%,验证了理论分析的正确性;金属橡胶弹性阻尼支承相对刚性支承振动峰值下降了20.3%,表明新型金属橡胶组合支承具有良好的阻尼减振性能。     

金属橡胶支座力学性能试验

为测试金属橡胶支座的力学性能是否满足桥梁支座使用要求,分别通过压缩试验、转动试验和振动台试验对金属橡胶支座的力学性能展开研究。通过压缩试验获得不同荷载下支座的竖向力-位移关系曲线,基于MATLAB平台对支座应力-应变关系曲线拟合后求导,得到支座的切线模量,构造出切线模量的数学表达式,并以此为基础推导出支座竖向刚度-竖向力的计算公式;考虑支座竖向应力,对金属橡胶支座进行转动性能试验,获得支座的转动力矩-转角关系曲线;对采用金属橡胶支座的桥梁模型进行振动台试验,得到模型各主要测点的位移和加速度,并与采用尺寸接近的板式橡胶支座桥梁模型振动台试验结果进行比较。研究结果表明:金属橡胶支座竖向力-位移关系曲线具有明显的非线性特征,金属橡胶支座的竖向承载力可以满足中小跨径公路桥梁支座的使用要求;支座的切线模量与应力为近似线性函数关系,以此为基础推导出支座刚度公式计算结果与试验结果吻合较好,提出的刚度计算公式在金属橡胶支座的初步设计时可以用来确定支座关键技术参数;转动刚度与其设计应力成线性关系,在支座设计及桥梁设计计算时需考虑竖向应力对支座转动刚度的影响;金属橡胶支座具有良好的减、隔震性能。     

金属橡胶支座压缩性能试验研究

为解决板式橡胶支座的耐久性问题,提出一种金属橡胶支座.介绍了金属橡胶支座的构造、工作原理及特点,给出了金属橡胶支座的关键技术参数,设计并加工了 3组7个金属橡胶支座试件.在500kN电子万能试验机上进行了压缩试验,获得了金属橡胶支座的加(卸)载力-位移关系.考察了密度与形状系数对压缩曲线的影响,采用函数表达式对压缩曲线...     

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.     

硼酰化镍的合成及性能

研究了以碳酸镍、硼酸酯和混合羧酸合成新的金属-橡胶粘合促进剂硼酰化镍的方法,系统地考察了各种因素对合成硼酰化镍的影响,优化了合成条件．通过检测,以2-乙基己酸和硼酸三丁酯为有机原料合成的硼酰化镍,其红外光谱数据、应用性能与英国Manobond公司的产品680C的相当,可用作金属-橡胶粘合促进剂．     

振幅对金属橡胶耐久性的影响

该文从试验的角度研究金属橡胶构件在交变载荷作用下振幅对金属橡胶耐久性的影响。分析了金属橡胶在不同振动幅值下,其结构尺寸参数和力学性能参数(弹性模量、损耗因子)随循环次数的变化规律。结果表明:小振幅加载增强了金属橡胶的承载能力;振幅越大,对成型方向尺寸、弹性模量和损耗因子影响越明显;内部金属丝螺旋卷之间的接触状态转变是导致宏观结构尺寸和力学性能变化的根本原因。     

金属橡胶在巧克力奶过滤上的应用研究

金属橡胶兼有金属和橡胶的双重性质,具有一系列优良特性.运用VHX-600超景深三维显微镜和HPCA-2便携式污染度检测仪等设备,选用不同结构参数的金属橡胶,对巧克力奶进行过滤研究.通过改变材料孔隙度、丝径和成型厚度3个因素,绘制出巧克力奶过滤前后污染度等级变化折线图.最后对折线图进行横向和纵向比较,总结出材料孔隙度的降低、丝径的减小以及厚度的增大均可提高材料的过滤性能.     

一种磁流变阻尼器非参数模型

基于Bingham塑性模型的基本思想,建立了一种简单的磁流变阻尼器非参数模型.该模型假设MR阻尼器的阻尼力由3项构成：气囊力、MR流体粘性阻尼力以及由于磁场作用所引起的阻尼力.气囊力被表示为活塞位移的线性函数.磁场引起的阻尼力则表示为一个没有线性增长的磁滞环.理论与实验结果的比较指出：非参数模型数据与实验数据吻合较好.该文所提出的模型,具有各参数物理意义清晰,容易根据实验数据确定的特点,可以用来描述一类线性比较好的MR阻尼器.     

汽车磁流变液阻尼器特性分析与实验

将磁流变液在环形阻尼通道的流动简化为无限宽平板间的准稳态流动,建立了磁流变液平板准静态流动方程,利用磁流变液的双粘本构模型,以及磁流变液流动的边界条件和相容条件,通过求解微分方程得出了磁流变液流动速度分布理论表达式,在给定活塞速度和环形通道的几何尺寸条件下,对磁流变液阻尼器的阻尼力进行理论预测.按照某微型汽车前悬架的技术要求,设计和制作了汽车磁流变液阻尼器,并对此进行了示功特性台架测试,试验结果表明：所提出的理论分析模型和设计原理是可行的.     

剪切阀式磁流变阻尼器的简化设计方法

剪切阀式磁流变（MR）阻尼E器传统设计方法将阻尼器的结构设计与磁路设计相互独立,导致阻尼器的设计过程繁琐,且不考虑磁路优化,易引发活塞磁芯饱和现象．针对上述问题,建立了一种简化设计方法提出了阻尼器磁路设计中磁路优化的2条原则,与阻尼器结构设计的基本参数方程相结合,确定阻尼器结构的基本参数,即将磁路设计与结构设计合为一体,从而简化了阻尼器的设计过程．并对设计的剪切阀式MR阻尼器进行了数值模拟,预估了阻尼器的最大出力和阻尼力可调范围．结果表明,该阻尼器结构合理,既能保证阻尼通道处磁流变液达到饱和,又能有效防止磁芯饱和现象的发生,且最大出力与阻尼力可调范围满足设计要求．此简化设计方法简便、有效、可靠,可作为剪切阀式MR阻尼器工程设计的一种实用方法     

磁流变阻尼器动态性能分析

磁流变材料由悬浮于载体液中的磁化微粒和添加剂构成，根据磁流变效应设计的磁流变液体阻尼器具有结构紧凑、功耗低、阻尼力大、动态范围广、响应速度快等特点，其阻尼力可以通过调节外加的磁场大小来控制。该文结合具体工程应用从磁流变材料流变特性、动力学、机械学和电磁学的角度出发，建立了磁流阻尼器的动力学模型，应用该模型可由磁流变阻尼器设计参数得到其动力学特性曲线，并与试验结果进行比较，为磁流阻尼器设计和工程应用提供了参考。     

应用于汽车发动机start/stop模式的磁流变悬置设计与分析

针对汽车在start/stop模式下发动机传递至车身的振动和扭矩过大问题,设计了一种具有惯性通道的流动模式磁流变悬置.在考虑了激励电流对磁流变液黏度的影响规律和悬置液阻效应的基础上,建立悬置的阻尼力数学模型.采用有限元软件分析了在励磁线圈作用下磁流变悬置磁路阻尼通道处的磁感应强度分布规律,分析了激励电流和磁路的结构参数对悬置恢复力和可控力的影响规律.并对磁流变悬置进行了性能测试和start/stop模式下的实车试验.结果表明,所设计的磁流变悬置具有良好的可控性,并且能有效地隔离汽车发动机在start/stop模式下的振动传递.     

分数阶在磁流变液性能研究中的应用

将分数阶微积分引入Maxwell粘弹性流体的本构方程中,建立修正的Maxwell模型以描述磁流变液.通过贮能模量和耗能模量曲线,研究磁流变液的阻尼特性.在不同的磁流变液体组成参数实验条件下,理论的贮能模量和耗能模量能够与实验结果很好拟合,且模型阶数有着明显变化.研究表明,分数阶的本构方程能够很好地描述磁流变液的阻尼特性,方程分数阶算子与磁流变液物质参数有关.     

径向流磁流变阀动态性能及阀控缸系统阻尼特性研究

针对目前磁流变阀输出压降较小的缺点,设计了一种可有效提高压降的径向流磁流变阀,分析了其工作原理及压降数学模型.搭建性能测试实验台对不同加载电流及不同流量下的径向流磁流变阀压降及响应性能进行试验分析;同时对磁流变阀控缸系统进行了阻尼特性分析,分别测定了不同电流、频率及振幅下的动力性能.结果表明,以径向流磁流变阀为核心元件的阀控缸系统能够输出较大阻尼力,最大阻尼力达5 kN;系统响应迅速,电流1.2 A时压降可达3.2 MPa,响应时间在100~150 ms之间.输出阻尼力连续可调,同时输出阻尼力受活塞杆运动速度影响很小,阀控缸系统能在各种工况输出稳定阻尼力.      

两种大吨位磁流变阻尼器的功耗比较与参数优化

为实现最小功耗,对间隙阀式和旁路式两种大吨位磁流变阻尼器进行了比较和结构参数优化.描述了间隙阀式和旁路式两种20 t 磁流变阻尼器的结构模式,利用宾汉(Bingham)模型和电磁学的基本原理建立了阻尼力计算公式.将线圈的功耗作为优化目标,以活塞速度、阻尼力调节范围、线圈感应时间常数、线圈电流限制、结构尺寸等作为约束条件,在MATLAB中编制了搜索寻优计算机程序,获得了线圈功耗最小时的结构尺寸参数.计算结果表明:在高速运动情况下,旁路式磁流变阻尼器能够满足约束条件,且结构紧凑.     

磁流变旋转阻尼器阻尼力矩的数值计算与结构设计

从磁流变液本构关系出发，建立了磁流变旋转阻尼器阻尼力矩的计算模型．应用有限元的数值分析方法，计算了几种典型结构旋转阻尼器的阻尼力矩，并提出了阻尼片与内腔壁的间隙对阻尼力矩有较大的影响．对数值模拟的结果进行比较，得出了结构设计中应遵从的一般性原则，为磁流变旋转阻尼器的结构设计提供了理论依据．依据该原则，设计了一种以磁流变液为阻尼介质和密封材料的新型旋转阻尼器．     

磁流变减振器的外特性及非线性特性研究

为了更好的研究控制磁流变减振器的运动状态,运用MTS849减振器试验台测试的试验数据来探究电流和活塞运动速度对磁流变减振器的外特性的影响。考虑到磁流变阻尼力非线性的特性,运用LabVIEW软件设计出了多项式的程序框图和前面板,并进行了磁流变减振器阻尼力的多项式拟合仿真,准确的建立了多项式数学模型,并与利用MATLAB软件建立的多项式模型和试验台测试的数据相比较。结果表明：当速度一定时,随着控制电流的增加,减振器阻尼力也随着增加,电流较小时阻尼力增加的相对较慢,电流较大时阻尼力增加的相对较快;当电流一定时,减振器阻尼力随着活塞速度的增加而增加。运用LabVIEW软件拟合的多项式模型更接近试验数据曲线,说明该多项式数学模型能很好的描述磁流变减振器阻尼力的滞回特性和非线性特性。