金属橡胶减振器的非线性特性研究

论文摘要

金属橡胶构件是以不同直径的金属丝为原材料,通过一定的工艺制成的具有类似于普通橡胶一样弹性的均质多孔构件。由于它既具有金属材料本身固有的特性,又具有类似橡胶一样的弹性,所以特别适合于高温、高压、高真空、超低温及剧烈振动等特殊工况下的减振、过滤、密封、热传导等需求,是特种工况下普通橡胶的最佳替代品。本文研究了金属橡胶阻尼元件的工艺制备方法,得到了金属丝直径、相对密度与能量耗散能力的关系,研究了不同结构参数下的金属橡胶特性。本文结合AAW-400型金属橡胶减振器的弹性元件的内部结构特点,提出了用粘性阻尼模型及双线性迟滞模型来综合描述金属橡胶非线性恢复力,建立了相应的微分方程,应用能量法和最小二乘法识别出模型中的各参数。通过编程设计和仿真计算获得了模型的数值解。另外,本文对AAW-400型金属橡胶减振器的动态特性进行理论分析。研究过程中,模拟了多种外力激振的条件,通过对得到的动态特性曲线的分析,证明了金属橡胶减振器具有缓冲减振的性能,适合在低频环境下工作。随着外力的增加,金属橡胶变形越大,其阻尼特性越明显,减振器具有更好的减振效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外对金属橡胶减振技术的研究
• 1.2.2 阻尼机理及干摩擦阻尼的研究
• 1.3 金属橡胶技术在现代生产生活中的广泛应用
• 1.4 课题的主要研究内容
• 2 金属橡胶弹性元件的制备工艺
• 2.1 概述
• 2.2 金属橡胶弹性元件的制造工艺
• 2.2.1 材料的选择
• 2.2.2 弹性元件的制备
• 2.2.3 相对变形量与相对密度
• 2.2.4 形状因子
• 2.3 金属橡胶减振器的设计
• 3 金属橡胶减振器的静特性试验研究
• 3.1 试验目的
• 3.2 试验设备
• 3.2.1 试验设备
• 3.2.2 夹具设计
• 3.3 试验步骤
• 3.4 试验结果
• 3.4.1 试验参数的选取
• 3.4.2 数据采集
• 3.4.3 数据处理
• 3.5 试验曲线的分析与讨论
• 3.6 不同结构参数下的金属橡胶特性
• 4 金属橡胶减振器动力学模型与分析
• 4.1 前言
• 4.2 阻尼分类及其描述方法
• 4.2.1 阻尼分类
• 4.2.2 阻尼的描述方法
• 4.3 金属橡胶减振器动力学模型
• 4.3.1 模型的提出
• 4.3.2 动力学模型的建立及参数识别方法
• 4.3.3 金属橡胶隔振器动力学模型及参数识别
• 4.3.4 金属橡胶隔振器的实验建模结果
• 4.4 本章小结
• 5 金属橡胶减振器动态特性的理论研究
• 5.1 金属橡胶减振器的结构
• 5.2 金属橡胶减振器动态特性的理论分析
• 5.2.1 正弦激振力作用
• 5.2.2 恒值载荷作用
• 5.2.3 冲击力作用
• 5.2.4 正弦激振力、恒值载荷、冲击力同时作用
• 5.3 本章小结
• 6. 结论
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间所取得的研究成果
• 致谢