遗传算法在橡胶超弹性材料参数反求中的应用

将优化算法与有限元仿真分析相结合可以对橡胶的材料参数进行反求,该方法基于一款叠层橡胶弹簧的试验数据,并选用Mooney-Rivlin超弹性本构模型。在参数反求的过程中,为解决传统遗传算法出现的早熟、稳定性差以及收敛速度慢的问题,将编码方式改为实数编码,并在算法中引入精英保留策略和自适应的交叉与变异概率。将根据改进遗传算法反求得到的刚度特性曲线与试验结果进行对比,发现二者具有很好的一致性,表明通过反求得到的材料参数能准确地对橡胶材料的力学性能进行描述。

叠层橡胶-可滑动钢弹簧振震双控装置隔震(振)效果研究

为解决传统水平隔震支座难以实现竖向减振的难题,研发叠层橡胶-可滑动钢弹簧振震双控装置,提出新型振震双控装置的设计原理及装配方法,结合振动台试验与有限元分析验证该装置的隔震性能,并通过数值仿真分析讨论其竖向减振效果。结果表明:由钢弹簧、摩擦滑移支座和叠层橡胶组成的新型振震双控装置,具有水平和竖向刚度低,抗倾覆能力强的优点;地震动作用下,水平向加速度峰值降低达80%;地铁竖向振动作用下,减振双控装置上部结构的加速度响应减小90%,分频最大振级减小19.93 dB。

LRB-DSB三维隔震系统的隔震效果分析

为研究叠层橡胶支座-碟形弹簧支座(LRB-DSB)串联组合式三维隔震系统的隔震效果,对LRB-DSB三维隔震系统之构成、原理和设计理论进行综合分析;结合算例,运用整体结构法对基于LRB-DSB的三维隔震结构、基于LRB的水平隔震结构和非隔震结构的动力特性及其在三维地震激励下的动力响应进行对比.结果表明:LRB-DSB三维隔震系统的竖向刚度较LRB水平隔震系统适当降低,基于LRB-DSB的三维隔震结构的竖向自振周期可较基于LRB的水平隔震结构和非隔震结构延长1.2倍;基于LRB-DSB的三维隔震结构在水平向和竖向均能起到良好的隔震效果,弥补了基于LRB的隔震结构仅能起到水平隔震效能的不足.

串联隔震体系静力性能有限元分析

采用ANSYS对叠层橡胶支座及与悬臂柱构成的串联隔震体系进行模拟分析,介绍了建立模型的过程,给出了参数设置。对叠层橡胶支座基本力学性能模拟,得到在受压时和受压剪时橡胶与钢板的等效应力分布;对悬臂柱不同截面尺寸两种串联体系进行压剪模拟,得到荷载与位移曲线。通过对比分析叠层橡胶支座基本力学性能结果,得到橡胶支座压缩与剪切最大应力点与破坏机理;通过对串联体系的模拟分析,得出了悬臂柱刚度不同时串联体系水平恢复力的变化情况和造成这种变化的原因。

金属橡胶/橡胶复合叠层耗能器动力学模型及参数识别

采用电液伺服材料试验机的位移加载方式,对金属橡胶/橡胶复合叠层耗能器进行动态特性研究,在此基础上结合理论分析建立了耗能器的动力学模型,并利用傅里叶级数展开技巧辨识出模型中的未知参数,对比理论与试验结果表明,所建模型可靠且参数识别精度能够满足工程应用的要求。

碟簧-叠层橡胶三维复合隔震支座力学性能试验研究

对适用于大跨空间结构的碟簧-叠层橡胶三维复合隔震支座进行隔震性能试验研究,该支座由叠层橡胶与下部碟簧装置串联组成。水平方向,试验测试了简谐波激励下支座的滞回性能,考察了剪应变、竖向压力及加载频率对其水平力学性能的影响;竖直方向,对支座的等效刚度及等效阻尼比进行试验研究,考察了加载幅值、预压力及加载频率对其竖向滞回性能的影响,同时考察竖向刚度的变化对叠层橡胶支座水平力学性能的影响。结果表明,三维复合隔震支座在水平及竖向均有较好的滞回性能,水平方向等效阻尼比在0.07~0.11之间,其值随着竖向压力的增加而增大;竖向等效阻尼比在0.1~0.2之间,竖向加载频率对其影响不大;竖向刚度的降低使支座的水平等效刚度、等效阻尼比增加。

橡胶人字弹簧性能试验

提出了几种橡胶人字弹簧必需进行的试验项目,并对试验方法以及相关数据的分析与处理进行了探讨,从而对橡胶人字弹簧的选配试验以及蠕变试验的方法提出了建议。

隔振橡胶材料基于简单应变模式的蠕变特性研究

对隔振橡胶材料的单轴拉伸应力松弛试验数据进行归一化处理,应用Prony级数模型对其应力松弛试验数据进行拟合,获得对应的粘弹本构参数。将表征粘弹特性的Prony级数因子引入Ogden超弹本构方程,获得隔振橡胶材料基于时间效应的本构方程,进而分析单轴拉伸、双轴拉伸和平面拉伸模式的蠕变特性,最后采用沙漏弹簧进行蠕变仿真与试验验证。该蠕变仿真预测方法为隔振橡胶材料的粘弹试验、蠕变计算和工程应用提供一种新思路。

叠层橡胶金属弹簧轴向刚度特性研究

针对一种动力充压容腔机构,采用仿真的方法对叠层橡胶金属复合弹簧的轴向刚度特性进行了研究。基于静力学分析的结果表明,叠层橡胶金属弹簧的轴向静刚度为2.010×105N/mm,在0.4MPa内压的作用下应力最大值在弹簧的底部。动力学仿真分析得出了叠层橡胶金属弹簧在变形不大的情况下刚度值基本是一个定值的结论,并通过曲线拟合的方式求得叠层橡胶金属弹簧的轴向刚度为2.023×105N/mm。最后用仿真计算结果与动态试验数据的对比结果证明,动态仿真结果与试验结果较为接近。

电客车一系弹簧高度调整顶升工装设计与应用

地铁电客车架大修时,全面检查或调整一系叠层橡胶弹簧的高度是必要的程序。本文从实际应用需求出发,设计了一款机电液一体化的电客车一系叠层橡胶弹簧高度调整辅助顶升工装,该工装克服了传统一系叠层橡胶弹簧高度调整方法中存在的千斤顶倾覆隐患、稳定性差、无法同步顶升的的缺点,通过实际应用证明,该工装满足了实际应用需求,且极大地提高了工作效率,避免了作业过程中存在的安全隐患。

串联型变刚度叠层橡胶隔震支座试验研究

叠层橡胶支座是隔震技术关键因素之一,研发了一种串联型变刚度叠层橡胶隔震支座。该串联型变刚度叠层橡胶隔震支座初始阶段提供较小水平刚度(小于串联型变刚度叠层橡胶隔震支座中较小直径支座的刚度)。当水平剪切变形达到设计目标时,通过限位装置提供第二刚度,使其出现较大变形时具有较大的大水平刚度。通过足尺支座试验,研究了该串联型变刚度支座的竖向性能、水平性能和滞回性能,并给出了该串联型变刚度支座的计算模型。