弹簧-金属丝网橡胶组合减振器迟滞力学模型及实验研究

金属丝网橡胶材料是一种完全由金属丝编织成的多孔复合材料,与传统螺旋卷制金属橡胶材料相比,其改进了成型工艺,剔除了制备过程中大量的手工工艺干扰,提高机械化程度,重合度更高,拥有更稳定的力学性能.由于金属丝网橡胶材料具有承载能力高、阻尼大、耐高温、耐低温、耐老化、抗油抗腐蚀等优良特性,在很多方面强于传统橡胶,多用于航空航天、船舶、军事武器等军工工业.弹簧-金属丝网橡胶组合减振器具有可设计刚度和较高承载能力,但因其具有复杂的非线性迟滞特性,目前相关材料的本构模型还难以准确描述其力学特性.本文在弹簧-金属丝网橡胶组合减振器静态迟滞力学性能实验的基础上,结合其干摩擦阻尼迟滞特性,提出了一种迟滞力学性能理论模型.根据减振器迟滞实验恢复力-位移曲线特点,利用参数分离的方法将迟滞曲线分解为弹性恢复力和干摩擦阻尼力,分别建模求解等效刚度和干摩擦阻尼系数,以此建立了组合减振器理论模型,并与实验结果进行对比及进行误差分析,验证了理论模型的准确性.

激振力对金属橡胶组合减振器振动特性的影响

设计开发一款金属橡胶阻尼元件与线性弹簧并联组合减振器,并建立相应的动力学模型。通过正弦扫频试验,分析不同激励量级对金属橡胶-弹簧组合减振器系统振动特性表征量(损耗因子、力传递率和动刚度)的影响。结果表明:一定范围内金属橡胶-弹簧组合减振器表现出软特性和显著的减振效果,结构损耗因子随激振量级增大而增大,反之振动特性曲线峰值和力传递率随激振量级的增大而降低;动刚度与激振量级呈正相关,该组合减振器抵抗动载荷的变形能力显著。

基于幂级数与椭圆方程的金属丝网橡胶组合减振器动态迟滞模型

金属丝网橡胶材料具有复杂的非线性迟滞特性,目前相关材料的动态力学特性还难以准确描述。弹簧-金属丝网橡胶组合减振器是一种全金属减振器,具有刚度与阻尼可设计的特点。通过在金属丝网橡胶静态力学理论基础上,提出含预紧量参数的等效刚度系数和等效阻尼系数,并使用以幂级数表示的弹性恢复力与以椭圆方程表示的阻尼力推导出一种弹簧-金属丝网橡胶组合减振器的动态迟滞模型。通过对组合减振器进行不同加载频率下的动态迟滞试验,对其在不同金属丝网橡胶相对密度以及加载频率条件下动态迟滞特性与减振耗能评价参数的变化规律进行对比分析。结合减振器动态迟滞试验数据与动态迟滞模型进行参数拟合,计算动态迟滞理论值并进行误差分析,验证动态迟滞力学模型的准确性。

跨海桥梁灯柱风振灾害预防装置研究

为预防强风所致振动破坏跨海桥梁灯柱结构,研发设计新型组合式减振器,对阻尼器中颗粒冲击耗能参数、滚动调谐参数、降噪以及材质选取等方面开展试验研究,进行室内缩尺试验和实桥安装测试,证明该新型组合式减振装置对高柔路灯灯柱结构的风致振动控制具有良好效果,可有效预防风振破坏。