硅橡胶减振器的非线性随机振动分析

硅橡胶减振器是常用的电子设备减振装置。在结构设计阶段,有限元动力学分析是预测减振效果的重要手段。本文以带硅橡胶减振器的电子设备为研究对象,首先根据单轴压缩实验确定了硅橡胶Mooney-Rivlin超弹性本构模型的材料参数;其次基于MSC.Patran/Nastran有限元分析软件建立了硅橡胶减振器的非线性有限元模型,通过频率响应分析得到了电子设备的动态特性,并与振动实验结果进行对比研究,结果发现分析结果与实验数据具有较好的一致性,表明非线性有限元模型的准确性;最后在此基础上进行了随机振动分析,验证了硅橡胶减振器的减振效果。本文所提方法可用于类似硅橡胶减振器结构形式的设计计算以及优化设计。

硅橡胶减振器的有限元建模与动态特性分析

建立硅橡胶的有限元模型,以固有频率为评判标准,选择可靠的非线性瞬态分析方法以及硅橡胶超弹性本构模型对其进行动态特性分析。首先建立减振系统的有限元模型,通过理论分析,选用单步Houbolt法计算与常用的橡胶超弹性本构模型对应的减振器的加速度响应,然后进行傅里叶变换,从而提取出固有频率;接着采用自主研制的基于锤击法的振动测试系统进行实验测得减振器固有频率。通过两者结果比较验证了单步Houbolt法的可靠性,同时表明用Signiorini模型模拟硅橡胶材料的动态特性是更为合理的。在此基础上,分析了硅橡胶减振器轴向尺寸和径向尺寸参数对其动态特性的影响,从而为硅橡胶减振器的设计与应用提供了理论依据。

航天用硅橡胶减振器静态压缩性能的研究

以航天用硅橡胶减振器为研究对象,首先通过对硅橡胶进行材料性能试验获取材料的应力—应变关系,然后使用最小二乘法对多种硅橡胶超弹性本构模型进行拟合得到对应的应力—应变关系,通过比较计算值与试验数据的相对误差,从而选取最优的Signiorini模型进行硅橡胶的静态性能有限元分析。在此基础上,分析得到了硅橡胶的压缩量对减振器的应力状态和静刚度的影响。