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。     

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.     

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.     

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.     

金属橡胶非线性减振系统混沌特性研究

对金属橡胶非线性减振系统的混沌特性进行了研究,建立了系统的力学模型,对减振器进行了静、动态试验,识别了减振器的各参数,通过求解系统响应随激励参数变化的分岔图,确定了系统产生混沌时激励力和频率的取值,采用Runge-Kutta法求解并绘制了系统的位移时间历程图、相图、Poincaré映射图和频谱图,计算了Lyapunov指数最大值,并在Adams软件环境下进行了仿真试验验证,证明了金属橡胶非线性减振系统具有混沌振动特性.      

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.     

钢丝绳隔振器静态与动态特性分析

从试验角度研究非线性振动系统的稳态与瞬态响应是一种切实可行的方法。本文着重借助试验结果对钢丝绳隔振器的准静态迟滞特性,频响特性,峰值响应频率与放大因子随外激励的变化规律、隔冲和抗冲性能等进行了系统分析。揭示了隔振系统的“软化”非线性刚度特征和在恶劣的动态环境下对振动、冲击的综合治理性能。     

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。     

循环泵隔振对回路系统冲击响应的影响

为了深入研究船用设备循环泵的隔振和抗冲击性能,利用有限元方法建立了含循环泵隔振器的回路系统的动力学模型。分别计算了有无隔振情况下循环泵的模态,分析了隔振器参数对隔振性能的影响。发现隔振器刚度越小,隔振效果越好,增加隔振器阻尼能在共振区减小共振峰。循环泵隔振对循环泵和回路系统冲击响应的影响研究表明,循环泵隔振系统具有良好的抗冲击性能,隔振器降低了回路系统的响应加速度。在现有的管道布置下,加入隔振器以后,在垂直冲击载荷作用下回路系统的应力响应增大,但仍能满足美国机械工程师学会(ASME)规范的要求。     

隔振器最佳选择方案

针对工程中隔振器的选择问题,在满足隔振系统总刚度和总阻尼不变的条件下,运用有限元方法分析了隔振器三种选择方案中结构的动力响应.结果表明:隔振器选择不同会在很大程度上影响初设隔振系统的性能.当选择隔振器刚度大、个数少,隔振器与结构接触面少时,隔振系统能够起到更好的隔振作用.     

余弦形预制双曲梁非线性隔振器的隔振性能

设计了中点固结的余弦形预制双曲梁非线性隔振器,以用于船舶设备的主动与被动隔振.给出了余弦形预制双曲梁隔振器所受横向压力-位移关系解析表达式,分别建立了主动与被动隔振系统的非线性振动微分方程,利用谐波平衡法求得近似解析解,并与龙格-库塔法的数值解进行比较,给出了力传递率与位移传递率的表达式.同时,研究了在不同的非线性刚度系数、激励幅值、阻尼系数条件下,余弦形预制双曲梁隔振器的力传递率与位移传递率的变化规律.结果表明:谐波平衡法的解析解与龙格-库塔法的数值解基本吻合;所设计的非线性隔振器具有优良的低频隔振效果,其响应和隔振性能与激励幅值和阻尼有关.     

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.     

一种几何非线性低刚度高阻尼隔振器动态特性研究

为了实现隔振器低动态刚度和高阻尼的设计目标,利用两层变杆长X型机构,提出一种新型隔振器.首先,采用谐波平衡法获得所建隔振系统动力学模型的稳态解析解,并分别给出隔振系统的幅频响应、相频响应、等效刚度、等效阻尼和力传递率.然后,根据力传递率,将新型隔振器与常规线性隔振器和准零刚度隔振器进行对比分析.同时,采用有限元方法对获得的解析解进行了有效性验证.最后,分析并给出系统参数对新型隔振器隔振性能的影响规律.结果表明：与常规线性隔振器相比,新型隔振器具备更小的动态刚度和更高的阻尼输出;与准零刚度隔振器相比,本新型隔振器除了能保证低刚度和高阻尼输出之外,还具有较好的稳定性与静承载能力;隔振系统设计参数对隔振性能均有较大影响,可通过灵活调整隔振系统各设计参数满足不同的隔振需求.     

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.     

一种双层六棱结构橡胶隔振器的隔振性能

为了解决车辆油箱的振动及燃油晃动的问题,提出一种具有双层六棱结构的橡胶隔振器;采用橡胶超-黏弹性材料本构模型,建立橡胶隔振器的有限元模型,并利用ANSYS有限元仿真软件研究和分析该橡胶隔振器的隔振性能。结果表明:该橡胶隔振器具有较小的固有频率和共振放大率,理论上对振动的衰减能达到94.5%;将该橡胶隔振器安装在汽车油箱与车身连接处,可有效降低油箱内因燃油晃动产生静电的可能性,改善了汽车行驶时的安全性。     

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...     

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.      

舰载小尺寸隔振器的优化设计

介绍隔振器设计概况及被动隔振系统的隔振与隔冲力学模型,讨论并通过实例阐述了舰载小尺寸隔振系统在优化设计中的目标函数以及约束条件的确立方法和原则,建立了以最大隔冲响应加速度为目标函数以隔振要求为约束条件的求解优化数学模型．     

含X形机构的惯容型隔振器动态特性研究

将惯容器引入到含X形机构的几何非线性隔振器,提出一种含X形机构的惯容型隔振器.按照惯容器不同安装方式分别建立隔振系统动力学模型.利用谐波平衡法获得隔振系统的稳态解析解,并采用四阶龙格库塔法计算得到其时域响应以验证解析解的有效性.在此基础上,将力传递率作为隔振性能的评价指标,开展关键设计参数影响分析.计算结果表明:惯容器使隔振系统产生一个反共振频率,当激励频率处于反共振频率附近时,系统的隔振效果最好,从而获得更好的低频隔振性能.