一种小动静比橡胶隔振器仿真与试验

通过隔振器内部结构设计,在保证承载能力的同时降低橡胶隔振器的动态刚度。开展橡胶隔振器的静态变形、在给定静变形下的动态仿真分析,表明该隔振器在静态力-位移曲线上具有负斜率特性,对应隔振器内部结构的失稳变形;进行隔振器的静压试验、动态试验和隔振系统中的振动传递试验,结果表明,静态力-位移曲线试验结果呈现负斜率特性,在静态曲线上不同工作点处的固有频率呈现负斜率处最小的特性。

减振制品用天然橡胶在存储过程中结构与性能的演变

采用长期储存和加速老化相结合的方法对减振制品用天然橡胶(NR)在存储过程中结构与性能的演变进行研究。结果表明,随着老化温度的升高和老化时间的延长,NR硫化胶的硬度、100%定伸应力、300%定伸应力、储能模量和损耗模量均逐渐增大且总体变化趋势与交联密度的变化趋势相近,拉伸强度和扯断伸长率的变化率均呈现整体下降趋势,而损耗因子则迅速降低并趋于稳定,动静刚度比呈现先降低后缓慢上升的趋势;热空气老化对NR硫化胶减振性能的影响较小。

炭黑N330用量对天然橡胶阻尼性能的影响

研究炭黑N330用量对天然橡胶(NR)阻尼性能的影响。结果表明:随着炭黑用量的增大,NR混炼胶的FL,Fmax和Fmax-FL增大,t90缩短;NR硫化胶的邵尔A型硬度、100%定伸应力、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度增大,拉断伸长率和回弹值减小;NR硫化胶低温下的损耗因子(tanδ)峰值减小,高温下的tanδ呈增大趋势。随着温度的升高,NR硫化胶的tanδ减小,且炭黑N330用量大的NR硫化胶的tanδ减小速率大于炭黑N330用量小的NR硫化胶,表明高温下炭黑N330用量大的NR硫化胶的阻尼性能对温度变化更敏感。随着炭黑N330用量的增大,NR硫化胶的静刚度和动/静刚度比都增大,表明炭黑N330用量增大对NR硫化胶的阻尼性能有提升作用。

极寒状态下扣件胶垫刚度温变特性及影响

文章利用配备温度控制箱的万能试验机,分析极寒状态下扣件胶垫刚度温变的特性,通过车辆–轨道耦合动力学模型,描述扣件胶垫刚度对高速铁路运行过程中动力响应性能的影响。研究使用视域分析法,分别针对极寒和常温状态下的扣件胶垫刚度变化,对高速铁路车辆列车加速度变化率、轮重减载率、轮轨垂向力的影响进行分析,最终提出相应建议。

局部震动诱发煤体非稳态裂纹扩展及其冲击显现特征

为探明脆性煤体受静载作用下细观裂纹演化规律及宏观冲击显现特征,通过实验和模拟相结合的方法开展了煤样受压脆性破断的声发射信号演化及应力降过程研究。结果表明,煤体瞬时应力降过程裂纹演化规律与常规准静态受载过程在裂纹扩展诱发机制和裂纹扩展模式及范围方面均有显著差异:瞬时应力降中局部裂纹剪切滑移引发的大能量震动事件诱发其临自由面细观拉伸裂纹快速扩展贯通,进而形成碎屑并弹射飞出,其过程以拉伸裂纹动态扩展为主,而剪切裂纹在形成贯通面过程中产生;煤体受载大能量震动事件呈局部积聚并向周边扩展的规律,其形成的扰动诱发煤体局部细观裂纹快速扩展贯通及结构动态失稳,引发煤体宏观应力降及冲击显现现象;另外,震动事件、应力降及冲击显现存在时序性。煤体冲击显现烈度与应力降前后刚度比及释放能量正相关,所测试煤样临界刚度比约为18.2,小于此值时无明显冲击显现现象,反之,随着刚度比和释放能量增大相继呈现少量碎屑弹射、大量碎屑弹射、碎块弹射和剧烈煤爆4种冲击显现现象;冲击显现中碎屑弹射速度及动能随刚度比增大有一定的上升趋势,同时碎屑极限速度也相应增大。静载作用下煤体动态失稳过程的研究及结论对理解煤矿冲击矿压孕育演化过程及致灾机理有一定的借鉴作用。

基于分数阶Zener模型的高速铁路扣件动静刚度比限值研究

目前,高速铁路扣件动静刚度比的设计更多的是凭经验进行,且仅针对低频,缺乏可靠的理论基础。基于此,使用能够较好反映黏弹性材料刚度频变特性的分数阶Zener模型,采用编程和Simpack-Simulink联合仿真的方法,首先建立车辆-轨道耦合动力学模型,验证2种方法模拟扣件系统黏弹性特征的正确性和可行性;然后通过修改分数阶Zener模型的松弛时间得到具有不同动静刚度比的扣件模型,以焊缝不平顺与高铁谱作为轨道不平顺激励,分别模拟高铁350 km/h匀速、350 km/h减速和450 km/h减速不同扣件系统动静刚度比条件下列车的运营状态;最后,以动态轮重减载率为限定指标研究不同运营时速下的扣件系统动静刚度比取值范围,讨论扣件静刚度降低对轮重减载率的影响。研究结果表明:列车在减速条件下的动态轮重减载率相较于匀速条件呈现出明显的上升趋势;当列车以350 km/h减速运行时,扣件在过车频率下的动静刚度比不应超过1.7,此时对应的扣件低频(3~5 Hz)动静刚度比为1.34;当列车以450 km/h减速运行时,扣件在过车频率下的动静刚度比建议不超过1.6,此时对应的扣件低频(3~5 Hz)动静刚度比建议不超过1.27;满足钢轨最大位移限值条件下,降低扣件静刚度可为扣件动静刚度比的设计提供更多余量。以上研究可为450 km/h速度运行下的高速铁路轨道刚度设计提供一定的参考。

工程隔振用聚氨酯微孔弹性体的研制

以改性MDI(MM103C)、HDI三聚体(HI100)、组合聚醚多元醇YZ-2101、聚合物多元醇POP-36/28、聚醚多元醇330N、3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、1,4-丁二醇(BDO)和发泡剂等为原料,采用半预聚体法制备了工程隔振用聚氨酯微孔弹性体材料,研究了材料密度和硬段含量对微孔弹性体性能的影响。结果表明,随着密度的增加,微孔弹性体拉伸强度、断裂伸长率逐渐增大;随着硬段含量的增加,微孔弹性体的拉伸强度和静刚度逐渐升高,断裂伸长率逐渐减小,压缩永久变形率和动静刚度比先降低后升高,硬段质量分数40%时达到最低值,分别为6.5%和1.22。

受阻酚AO-60用量对天然橡胶阻尼性能的影响

研究了受阻酚AO-60的用量对天然橡胶硫化特性、物理机械性能及动态性能的影响。结果表明,NR中添加大量的AO-60,会干扰硫磺硫化过程,降低交联程度和硫化速率;随着AO-60用量增大,NR硫化胶的硬度、定伸应力和回弹性明显下降,拉伸强度、撕裂强度在AO-60用量为10~15份(质量份)时较高;在玻璃化转变区,损耗因子随着AO-60用量增加而下降,阻尼峰加宽;当温度高于-30℃时,损耗因子(tanδ)随着AO-60用量增加而增大;NR硫化胶的静刚度随着AO-60用量增加而下降,动静刚度比则上升。

石墨烯取代部分炭黑对减振橡胶材料动静刚度比的影响

研究了用石墨烯取代部分炭黑后,减振橡胶材料力学性能、耐磨性能及动静刚度比的变化规律。结果表明,当炭黑与石墨烯并用质量比为15/2.5和20/2时,胶料动静刚度比较低,而且胶料具有良好的力学性能、耐磨性以及耐老化性。固定炭黑与石墨烯并用质量比为15/2.5时,研究了硫磺体系对胶料性能的影响,结果表明,当硫磺与促进剂质量比为2.5/1.5时,硫化胶具有较低的动静刚度比和高的抗动态疲劳性能,且综合物理机械性能优良。

不同炭黑在汽车发动机悬置中的应用研究

研究4种炭黑(N330,N550,N774,N762)在汽车发动机悬置中的应用。结果表明:不同炭黑对悬置的动静刚度、耐疲劳性能和耐蠕变性能均具有较大的影响;炭黑N330的粒径小、结构度高、比表面积大,其填充胶料的硬度、拉伸强度、弹性模量、动静刚度、疲劳后刚度损失和蠕变量均高于其他3种炭黑填充胶料;悬置橡胶应采用结构度低、粒径大、比表面积小的炭黑,以减小悬置的动静刚度比、蠕变量及疲劳后刚度损失,特别适用于低硬度天然橡胶胶料,炭黑用量不大,有利于低刚度悬置的配方设计。

EPDM吊耳的动静刚度比影响因素分析

研究硫化体系、补强体系、含胶率和交联密度对三元乙丙橡胶(EPDM)吊耳动静刚度比的影响。结果表明:在硬度相同的情况下,配方含胶率越高,EPDM吊耳在180~300 Hz频率区间内的动刚度越大;100%定伸应力越小,在0~100Hz频率区间内的动静刚度比越小;适当调整过氧化物硫化剂和助交联剂用量,平衡EPDM胶料的交联密度,可以获得合适的动静刚度比。

填充体系对橡胶悬置元件性能的影响

研究填料种类、用量及并用比对橡胶悬置元件性能的影响。随着炭黑粒径的增大,胶料的门尼粘度和交联密度减小,硫化胶的耐老化性能提高,动静刚度比减小;随着炭黑N550用量的增大,硫化胶的硬度、定伸应力和撕裂强度提高,动静刚度比增大;随着白炭黑用量的增大,炭黑N774与白炭黑并用填充硫化胶的拉伸强度无明显变化,动静刚度比显著增大;在相同硬度下,纯白炭黑填充硫化胶的动静刚度比小于炭黑N774与白炭黑并用填充硫化胶。

测试条件对微孔橡胶垫板动刚度及动静比的影响

建立了微孔橡胶垫板结构简化模型,对动静比与能量损耗的关系进行了定性分析,并考察了测试频率和加载力值对动刚度和动静比的影响。结果表明,在外力作用下,橡胶垫板的内耗越大,则动刚度和动静比越大;随着测试频率和加载力值的增加,动刚度和动静比均增大。

RC桥梁健康状况及承载能力的动力评估试验

根据板梁模型从完整到破坏不同荷载等级作用下室内静、动力试验成果,并结合结构动力学理论,应用非线性回归方法,建立起RC板梁静动刚度比(β)与频率比(α)的回归关系式。提出了名义配筋率(μnom)的概念,并依据板梁在正常使用状态下挠度和裂缝的控制要求以及在承载能力极限状态下强度控制的要求,给出3种控制弯矩的计算公式,同时,把它们表述成名义配筋率的函数形式,用于RC梁健康状况的量化评定。

高速列车用橡胶减振垫研制及试验研究

为实现高速列车橡胶减振垫的国产化,通过分析国外原装进口橡胶减振垫材料特性,自主研制了满足车辆动力性能的减振垫橡胶材料。采用少量纳米蒙脱土代替高结构炭黑填料,获得一种新型的耐疲劳性能优异的天然橡胶纳米复合材料。为检验自主研发橡胶材料的性能是否满足国外原装进口橡胶减振垫的技术要求,对自主研制的橡胶材料的静态力学性能(包括断裂拉伸强度、断裂伸长率、定伸应力及硬度)以及动态压缩疲劳性能(包括材料的疲劳极限应变和疲劳寿命)进行测试,并与国外原装进口橡胶减振垫材料进行比较。对橡胶材料的制成品——橡胶减振垫进行静刚度、动倍率、损耗系数、橡胶温升特性和疲劳性能进行测试,并与国外原装进口橡胶减振垫进行比较。试验证明,自制橡胶材料在力学性能和耐疲劳性能方面达到和超过国外相应材料,而且自制的橡胶减振垫动刚度、静刚度及耐疲劳性能与国外制件相当,获得了可与国外原装进口橡胶减振垫媲美的技术成果,奠定了实现橡胶减振垫国产化的基础。自制橡胶减振垫在刚度特性上好于国外原装进口橡胶减振垫,更接近减振垫设计要求。

微孔橡胶垫板动静刚度比的试验研究

研究了硫磺用量、炭黑种类及用量、乙烯含量、发泡剂用量及发泡倍率对苏州地铁用微孔橡胶垫板动静刚度比的影响。研究发现:随着硫磺用量增大、炭黑用量减小、炭黑粒子变细及乙烯含量增高,微孔橡胶垫板的动静刚度比都逐渐减小;随着发泡剂用量增大,动静刚度比先减小后增大,呈峰值变化。同时从能量损耗的角度对动静刚度比与能量损耗的关系进行了定性分析,发现动静刚度比与橡胶的损耗因子有很好的相关性,动静刚度比其实是微孔橡胶垫板内耗大小的量度。

Ⅲ型双刚度轨道隔振器扣件的设计

针对我国轨道交通既有轨道减振器的现状,参考国外同类产品的技术发展水平,在理论分析、结构设计、新材料应用等方面进行综合研究和分析,研发以双刚度为显著技术特点的剪切型轨道隔振器扣件;认为该扣件性能比目前使用的产品有较大提高,并与目前使用的产品具有可替换性。

道岔区刚度均匀化方法的研究

研究目的:通过对道岔刚度均匀化设置意义及国外国内高速道岔刚度均匀化设置方法的研究,旨在对比各国刚度均匀化的方法和效果,以便评价我国刚度均匀化的效果;研究结论:(1)道岔区刚度均匀化对高速铁路道岔的平顺性、安全性、舒适性及使用寿命尤为重要;(2)法国道岔刚度均匀化通过橡胶垫板刚度实现,方法最简单,无需设置过渡段;(3)德国通过硫化措施严格控制垫板的弹性,无论设计还是制造均复杂;(4)我国客专道岔根据结构的不同,对道岔划分了不同区域,并通过硫化实现刚度均匀化;(5)虽然各国采取的具体方法各不相同,但是均实现道岔区刚度均匀化;(6)我国高速道岔刚度均匀化的方法和措施,通过高速道岔上道动态检测和运营实践表明是合理的、可行的、可以生产实现的。

不同顺丁橡胶对天然橡胶减震材料性能的影响

研究了稀土顺丁橡胶对天然橡胶(NR)减震材料性能的影响,并与并用镍系顺丁橡胶BR9000的胶料进行了比较。结果表明,与镍系顺丁橡胶BR9000相比,并用钕系稀土顺丁橡胶CB24和Nd-40的胶料在炭黑分散性、动静刚度比、损耗因子、加工性能、力学性能、动态生热和永久变形、疲劳和老化疲劳性能等各方面表现更优,适宜用作橡胶减震材料。

实际重合度对啮合刚度及齿轮动态响应影响研究

为了研究实际重合度对啮合刚度及齿轮动态响应的影响,使用三维建模软件SolidWorks建立齿轮啮合装配模型,将模型导入有限元软件ANSYS Workbench的瞬态动力学模块中,用准静态的方法求出了不同工况下的啮合刚度,分析了实际重合度对啮合刚度的影响。接着使用MATLAB在两组工况下,分别对实际重合度与理论重合度的齿轮副动力学模型进行数值仿真,发现两者的动态响应有所区别,表明在进行齿轮动力学分析时,应根据具体的工况确定实际重合度,使分析更加精确。