新型三明治夹芯金属橡胶毡垫本构模型研究

对新型三明治夹芯金属橡胶毡垫的本构模型开展了预测研究.在分别考虑由上、下金属丝表层与不同丝材和丝径相互混压而成的多层夹芯结构形式的基础上,基于微弹簧单元理论和串/并联刚度分析法,创建了新型三明治夹芯金属橡胶毡垫的本构模型.定义了未接触、滑移接触和挤压接触3种接触状态,在推导获得不同接触状态下该毡垫的加载和卸载刚度后,实现了应力-应变曲线的预测.最后,对由铜丝和不锈钢丝构成的多款三明治夹芯金属橡胶毡垫样件开展了准静态压缩测试.实验结果表明,所建立的本构模型的最大刚度预测误差为9.1%,最大损耗因子预测误差为10.7%,具有较好的预测能力,且新型金属橡胶毡垫相比于传统金属橡胶毡垫具有更好的减振能力.相关研究成果可为新型金属橡胶毡垫构成的结构系统的关键力学参数计算与分析,提供重要的模型工具.

新型类石墨烯材料在全钢胎肩垫胶中的应用研究

课题研究了新型类石墨烯材料SG3-G在全钢子午线轮胎胎肩垫胶中的应用,通过对N330炭黑的替换,考察胶料的加工性能、物理机械性能、动态生热及热传导性能。结果表明:SG3-G从0份增加到30份,混炼胶的t10和t90缩短,门尼黏度下降明显,硫化胶硬度、拉断强度和定伸应力略有下降,扯断伸长率和扯断永久变形增大,撕裂强度下降明显。同时动态生热有所降低,导热系数增大。

一种新型转向架橡胶垫的开发与应用

橡胶垫在机车车辆一、二系悬挂系统上得到广泛应用,作用是绝缘、减振以及调整系统组合刚度,通过调整组合刚度能有效地改善机车车辆的动力学性能。文章首先从橡胶垫对一系悬挂装置系统组合刚度影响的角度出发,利用Abaqus软件建立了一系悬挂系统仿真模型,分析了不同结构的橡胶垫对系统组合刚度、橡胶垫应力和应变的影响;其次模拟橡胶垫实际运用工况,搭建了一系悬挂系统的刚度试验台,对装有不同结构橡胶垫的一系悬挂垂向刚度进行了试验测试,并与计算结果进行了对比分析,结合仿真计算和试验验证结果,最后选取对调整系统组合刚度最优方案的橡胶垫进行了产品开发。该橡胶垫顺利通过了疲劳试验,并装用于某出口动车组上,效果良好、性能稳定,为后续橡胶垫的开发提供了参考依据。

轮轨激励对橡胶垫浮置板轨道减振效果的影响

以某一组临近的普通整体道床和橡胶垫浮置板轨道为研究对象,对比测试振源加速度,同步调研上线运营列车的净运营里程,并开展车轮不圆顺测试,分析不同轮轨不平顺状态下橡胶垫浮置板轨道的减振效果。结果表明:在评价减振轨道的振动控制能力时,除了针对插入损失(或对比损失)开展客观评价外,也需要分析随着轮轨动态激励的增强是否会导致减振轨道段振动响应超过振动限值的问题;测试线路列车车轮呈现明显的7—9阶多边形磨耗特征,且随着轮轨激励的增强,Z振级相对插入损失的评价结果逐渐增大;橡胶垫浮置板轨道分频减振能力的评价结果与不同频段的激振原理直接相关,轨道扣件系统的自振频率(63 Hz)处轮轨动态激励的增加导致普通轨道的隧道壁振动响应增幅更大,该中心频率处的对比损失随着净运营里程的增加而变大。

铁路货车轴向橡胶垫结构改进与技术优化研究

轴向橡胶垫是交叉支撑与侧架连接部件之一,为实现轴向橡胶垫寿命周期与修程修制匹配,同时进一步优化转向架检修工艺,减少检修工作量,提高检修效率。本文论述了交叉支撑转向架核心部件之轴向橡胶垫结构改进与技术优化方案、胶料性能、仿真分析、试制、试验等研究情况,产品性能在长寿命聚氨酯弹性垫和在役产品的基础上,增加耐臭氧老化性能、热老化性能要求,常规、强化疲劳试验次数分别达到400、100万次,较在役产品分别增加1倍、5.67倍。长寿命轴向橡胶垫弹性压缩变形量及回弹能力较在役产品提升2倍以上,刚度及表面状态较在役产品明显改善,使用寿命满足12年或180万km的使用要求。

注塑机垫脚的改良方向

垫脚是机器设备调整安装时必不可少的工具,种类很多,有调整垫脚,梯形垫脚,等高垫脚,圆垫脚等,本文主要针对的是有调整和减震功能的设备垫脚,它们被广泛应用在锻压,铸造,木工,纺织,印染,化工,塑料,食品等各个行业中。

基于超弹性本构模型的橡胶减振垫仿真分析

橡胶减振垫作为一种重要的减振元件,广泛应用于轨道交通领域。橡胶材料具有优异的弹性、阻尼性能和耐久性,能够有效地吸收和隔离振动,保护轨道结构和周围环境。通过单轴拉伸实验研究橡胶减振垫的力学性能,实验数据与超弹性模型的拟合结果证明三阶Ogden模型可以准确描述橡胶减振垫的力学行为。该文建立橡胶减振垫与浮置板的有限元模型,模拟分析橡胶减振垫在列车载荷作用下的受力与变形特性,结果表明动载对减振垫的力学性能影响更显著,降低减振垫柱高能减少应力集中现象。该研究的实验和仿真结果为橡胶减振垫的优化设计提供科学支撑,并为增强其稳定性和耐久性提供新的思路。

高速铁路CRTSⅢ型轨道板隔离层关键构件-弹性垫板试验

弹性垫板作为自密实混凝土填充层和底座板之间的缓冲构件,通过自身压缩变形达到减震耗能的目的,因此弹性垫板在平面压缩情况下的力学性能对CRTSⅢ型板式无砟轨道系统的抗震特性具有显著影响。为研究弹性垫板在平面压缩情况下的力学性能,开展弹性垫板的平面压缩试验。探究不同截面尺寸、不同厚度情况下弹性垫板试件的荷载-位移曲线变化规律,探讨弹性垫板试件在平面压缩情况下的刚度变化规律,提出考虑尺寸效应的弹性垫板荷载-位移力学模型。并利用该荷载-位移力学模型与弹性垫板平面压缩的试验数据进行对比。研究结果表明:弹性垫板荷载-位移力学模型能有效模拟弹性垫板的平面压缩力学特性;不同弹性垫板试件的荷载-位移曲线形状大体一致,均表现为位移随着荷载的增加非线性增大;弹性垫板的截面面积和厚度均对弹性垫板的荷载-位移曲线有显著影响,表现为相同荷载情况下,截面面积越大,厚度越小,弹性垫板的位移越小;弹性垫板试件的割线刚度与截面面积、厚度有关,表现为截面面积越大,厚度越小,弹性垫板割线刚度越大,平面可压缩性越低。

一种智能饲喂用隔膜阀的研制

为了解决现代规模化生猪养殖场智能饲喂过程中阀门对水溶液饲料下料控制效果不佳、饲料浪费严重、制造成本高等问题,笔者研制了一种由电磁阀、阀体、阀盖和隔膜垫等组成的适用于智能饲喂的新型隔膜阀,并进行了隔膜阀与不锈钢球阀的下料精度(用相对误差表示)和稳定性(用变异系数表示)对比试验和饲料输送压力对隔膜阀下料精度和稳定性的影响试验。结果表明:隔膜阀的下料平均相对误差为2.6%,平均变异系数为0.6%,均优于不锈钢球阀(平均相对误差为3.6%和平均变异系数为1.3%);隔膜阀下料相对误差为1.5%~7.8%,随流体压力增大而增大,但不同流体压力条件下的变异系数均小于5.0%;成本(约120元/件)约为不锈钢球阀(约400元/件)的1/3,在满足规模化生猪养殖场智能饲喂要求的同时,节约了生产成本,提高了经济效益;试验过程中无管道粘料及弯管堵料现象,各部件均工作正常,系统运行稳定可靠。说明该隔膜阀可用于现代规模化生猪养殖场的智能饲喂。

铁路机车串联U型橡胶垫的高圆簧水平向动刚度计算

以一种适配于铁路机车二系高圆弹簧的U型橡胶垫为研究对象,对其作用于弹簧的动静态刚度影响进行数值模拟分析。利用ANSYS参数化编程与命令流对弹簧模型和串联模型进行模拟仿真,同时比较两者模型的水平动静刚度。结果表明:静态下的U型橡胶垫能有效降低弹簧纵向刚度,对其他向刚度基本没有影响;动态下应对于不同频率激励,U型橡胶垫都可显著降低弹簧水平刚度。

高g值可见光导引头缓冲系统仿真设计及验证

以可见光导引头橡胶垫缓冲减振结构为研究对象,确定橡胶材料的模型公式,建立橡胶垫缓冲减振的理论模型,验证使用ANSYS Workbench稳态和瞬态分析模块仿真分析的可行性;对橡胶垫材料属性进行线性化处理,通过设置不同的减振型式,在18000 g工况下对镜片进行了强度校核,对比分析了减振效果,确定2片减振垫缓冲为最佳方案;用摆锤锤击等效冲击的方法验证了可见光导引头缓冲系统在高g值工况下能够正常工作。根据材料实验得到合适的橡胶参数,弹性模量取6 MPa,泊松比取0.47时,2片减振垫缓冲时镜片的安全系数能够达到4左右,验证了高g值条件下减振垫对光学镜片可靠性的影响,为后续研究奠定基础。

环保芳烃油和增塑剂DBP对履带车辆着地胶块胶料性能的影响

研究环保芳烃油和增塑剂DBP对履带车辆着地胶块胶料性能的影响。结果表明:分别加入环保芳烃油和增塑剂DBP后,胶料的t_(10)延长和门尼粘度降低,加工性能改善,硫化胶的物理性能提高,抗切割性能和耐磨性能略有下降;环保芳烃油和增塑剂DBP对硫化胶的耐热空气老化性能影响不大;与添加增塑剂DBP的胶料相比,添加环保芳烃油的胶料的加工性能较好,硫化胶的物理性能、抗切割性能和耐磨性能较好,压缩生热较低。

扣板式扣件力学特性及优化设计

针对扣板式扣件使用现场出现的病害,结合其结构特点,建立可考虑各部件复杂相互作用关系的走行轨扣件系统精细化有限元分析模型,研究扣板式扣件的力学特性,提出设计优化措施并验证优化效果。研究结果表明,标准设计状态下,走行轨扣件系统各部件力学性能满足要求,但螺旋道钉、铁垫板及承轨梁的受力较大,钢轨、扣板、螺旋道钉等部件垂向变形较大,存在进一步优化空间。优化措施是将铁垫板厚度优化至20 mm,且不宜超过25 mm,铁垫板材料优化为QT450-10球墨铸铁件材质;轨下橡胶垫板刚度取1000 kN/mm,并采用聚酯耐磨型传送带材料。相较于优化前,优化后走行轨扣件系统受力最大减小了71.5%,变形最大减小了81.8%。现场整治应用情况表明,优化整治后走行轨轨面线形良好,扣件系统现场服役状态良好。

半球冲击下加劲板式橡胶垫的试验研究

为了揭示加劲板式橡胶垫在半铁球冲击下的力学性能,分别进行了200、300、400 mm高度下的加劲板式橡胶垫冲击试验,得到了半铁球加速度时程曲线和加劲板式橡胶垫底部反力时程曲线。试验结果表明:落体加速度呈现一种快速升高后迅速降低、并经过有限波动后恢复初始值(-1 g)的脉冲形式。基于试验结果,采用Logistic函数拟合了不同冲击高度下的加劲板式橡胶垫底部应力分布公式。为了检验拟合公式的可靠性以及探索半铁球-加劲板式橡胶垫动态相互作用规律,基于ABAQUS模型,模拟了不同高度冲击过程中加劲板式橡胶垫底部反力的变化规律,有限元结果表明:有限元和试验二者的半铁球加速度和加劲板式橡胶垫底部反力分布时程曲线吻合较好,加劲板式橡胶垫传递给下部结构的力约为冲击力的15%。

平板垫胶皮对震源振动指标和输出能量影响分析

可控震源在施工时首先要保证平板和大地的偶合,平板在压重的作用下和大地一起振动,对地表有一定的损坏,在城区柏油路或水泥路等硬化路面施工时,为了减少对路面损伤,地震队一般会在震源平板下垫(包裹)胶皮。但是垫胶皮会改变平板和大地的偶合状态,不但对震源力产生一定影响,而且会影响能量下传。本文通过等频信号和生产信号试验分析,得出垫胶皮前后各因素变化规律,对地震队开展城区等硬化路面作业时,是否应该垫胶皮提出指导性建议。

基于隔振垫超弹性本构模型的橡胶浮置板轨道动力仿真

以地铁橡胶浮置板轨道为研究对象,基于隔振垫超弹性本构建立地铁车辆-橡胶浮置板轨道-隧道耦合动力分析模型,计算橡胶浮置板轨道的动力响应及减振效果。结果表明:隔振垫超弹性本构模型计算的轨道结构及隧道壁动力响应均更接近实测数据;不同隔振垫刚度工况下,超弹性本构模型计算得到的轨道结构位移均小于线弹性本构模型,钢轨和轨道板位移峰值分别相差10%和40%左右;超弹性本构模型计算得到的轨道板加速度峰值较小而基底加速度峰值较大,且随隔振垫刚度增加,2种模型计算的轨道板振动差异减小、基底振动差异显著增大,常用隔振垫静刚度范围(0.019~0.100 N·mm^(-3))内超弹性本构模型与线弹性本构模型计算的基底加速度峰值之比最大为2.46,而采用线弹性本构模型将低估橡胶浮置板轨道基底振动;超弹性本构模型计算得到的轨道板振动及基底高频振动较小,而基底低频振动较大,传递损失小,而采用线弹性本构模型将高估地铁振动特征频段(50~80 Hz)的减振作用,放大轨道固有频率附近(16~31.5 Hz)振动。

预制板结构在机动车坡道中的设计与应用

近年来,预制装配式结构广泛应用于民用建筑结构设计中。然而,目前预制结构主要应用在预制梁、预制楼板及预制柱上,在地下室机动坡道中的应用研究非常少。因此,在对国内外预制装配式资料分析基础上结合国内工程应用特点,通过计算分析保证工程的安全性,总结了预制混凝土板在地下室机动车道中应用的关键技术,并以已实施工程为例,给出了预制混凝土板在机动车道中的设计参考。

橡胶热氧老化条件下不同预载的压缩机隔振脚垫动态特性研究

揭示热氧老化条件下不同预载的隔振脚垫动态特性机理是空调器压缩机隔振系统匹配的关键所在。该文引入Peck模型表征热氧老化因子,并运用包含热氧老化因子的分数导数Kelvin-Voigt摄动模型和Coulomb摩擦摄动模型分别描述其频率依赖性和振幅依赖性,建立了考虑变预载影响的隔振脚垫热氧老化-动态特性模型。进一步辨识了不同预载条件下的模型参数,通过试验数据验证了模型的正确性,创新提出了刚度转变点和刚度转变频率的概念以更好地描述服役后变预载、变振幅工况下橡胶隔振脚垫的软化效应。为深入研究空调压缩机与隔振脚垫的刚度匹配与橡胶配方的优化设计奠定理论基础。

城际铁路橡胶浮置板轨道动力特性理论试验研究

城际铁路沿线振动敏感区段多、减振要求较高,橡胶浮置板轨道以其良好的减振性能得到了广泛应用。为研究橡胶浮置板轨道结构动力学特性及其影响因素,建立车辆-橡胶浮置板轨道动力学模型,并开展室内落轴冲击试验,分别从理论与试验角度对橡胶浮置板轨道动力特性进行研究。主要结论如下:(1)橡胶浮置板轨道能够保证城际铁路平顺性要求,轨道结构位移、振动加速度等指标均满足标准要求;(2)城际铁路轨道振动基频在64 Hz附近,橡胶垫刚度越小,振动控制效果越好,刚度建议取0.019~0.042 N/mm^(3);(3)底座振动随车速呈线性增大,设计速度的提高对1~8 Hz及80 Hz以上振动有明显放大作用;(4)通过落轴试验证明,橡胶浮置板轨道在32~100 Hz频段内具有良好减振效果,可减小底座振动8 dB。

精密箔垫冲裁成形模设计

针对PbSn4.5~2.5精密箔垫冲裁成形后表面存在折、皱、包、点等问题,采用聚氨酯橡胶冲裁模未解决此类零件存在的技术缺陷,对现有技术进行改进,冲裁时增加放置于凸凹模和箔料之间的辅助冲裁垫。生产实践表明,增加辅助冲裁垫后,聚氨酯橡胶模成形的零件表面光洁平整,满足质量要求。