Lifetime of metal rubber isolator with different vibration amplitudes

The lifetime of metal rubber isolator and its characteristics during lifetime experiment were studied. The stepped-up test principle was adopted to study the lifetime of resonant frequency, the breakage form of metal rubber isolator was obtained, and the relation between the energy dissipation, resonant frequency and stiffness was obtained in (available) lifetime of the isolator. Furthermore, the reason for the changes of properties of metal rubber isolator was analyzed with contact model of metal rubber material. The results show that if the resonant amplitude is large, the stiffness of metal rubber isolator will be kept steadily for a long time, its resonant frequency will be stable and the effective working time in the protecting area will be long. The lifetime of metal rubber isolator is more than 1376 h in the experiment. The main failure forms of metal rubber isolator are accumulative wear and breaking of metal wires and spirals. In protecting area the metal rubber isolator can work effectively for a long time, and the effective working time depends on the concrete working condition.

二级柔性减振系统设计及力学性能分析

为解决二级减振引起个别仪器振动的局部放大、使得力学环境不能满足运行要求的问题,首先,针对金属橡胶双层减振系统,充分考虑安装板的柔性刚度,建立了刚柔复合的二级减振系统模型;其次,基于目标频率对二级减振的频率响应函数进行系统的刚度解耦,实现了减振器刚度的求解,并应用有限元进行随机振动分析,验证了刚柔复合二级减振系统理论模型的可行性;最后,利用振动台进行了试验验证。结果表明,当二级减振系统满足工程刚度需求,其一阶固有频率低于40 Hz时,减振效率可达到70%以上,试验与仿真结果基本一致。

金属橡胶阻尼三向减振器力学特性与环境效应

为满足精密装备多向循环载荷和多重环境减振降噪需求,设计了一款金属橡胶和斜置矩形弹簧组合式三向减振器,建立了动力学理论模型和动态试验测试系统,分析减振系统固有频率、动刚度和阻尼比在各工况下演变规律。通过理论模型预测与试验相结合方法,分析了激振量级对三向组合式减振器动态力学性能的影响规律,以及在常温、高低温、盐雾和湿热等环境下的动态性能指标变化规律和阻尼耗能机制。研究结果表明:随着激振量级的增加,三向组合式减振器固有频率、动刚度和阻尼比有减小趋势,出现刚度软化现象,动力学理论模型解析分析相关性能演变趋势与试验结果具有较好一致性;在各服役环境工况下,金属橡胶阻尼三向减振器力学性能最大变化率可看出该减振器力学特性具有较高稳定性和一致性。

金属橡胶与弹簧组合型隔振器动静态性能的分析

研究了金属橡胶与弹簧组合型隔振器的刚度和阻尼性能与弹簧的刚度、金属橡胶元件的相对密度 ,以及金属橡胶元件的成形工艺之间的关系 ,建立了单向载荷作用下金属橡胶与弹簧组合型隔振器的能量耗散系数与阻尼系数之间的关系。分析了载荷作用次数及振动频率对隔振器性能的影响 ,提出了提高其寿命的方法。

汽车用环形金属橡胶弹性元件的性能研究

研制出汽车用金属橡胶特种隔振环 ,对其基本性能进行了实验研究。并分析了改变金属橡胶元件的相对密度、振幅及工作载荷时 ,对特种金属橡胶隔振环性能的影响。通过实验获得了力与变形、固有频率与振幅、刚度与振幅、相对密度与刚度、相对密度与固有频率的关系曲线 ,并对实验结果进行了理论分析 ,为金属橡胶构件在汽车领域的广泛应用 。

金属橡胶隔振器干摩擦阻尼特性的研究

探讨了描述金属橡胶材料干摩擦迟滞特性的数学模型 ,并通过单向和双向加载的实验 ,研究了金属橡胶隔振器阻尼元件的干摩擦阻尼特性 。

某飞机火箭控制盒隔振设计与试验

针对某飞机火箭控制盒过振动问题,设计了一套专用的隔振装置。首先通过隔振理论计算了6组不同固有频率和放大倍数的隔振性能,综合考虑隔振性能和耐久性寿命要求选定隔振参数,并计算隔振器的刚度和阻尼;然后针对隔振装置的核心元件,设计了4种不同硬度胶体配方并分别试制了4只试样;基于电子万能材料试验机,对试样进行了刚度和迟滞回线测试,获得胶体刚度和阻尼随硬度变化规律,再根据理论分析所需隔振器参数,拟合得到所需胶体的硬度,并用样件验证;最后基于电磁振动台,设计了一套隔振系统,进行振动功能和振动耐久性寿命考核。试验结果表明:所设计隔振装置的性能可以满足该火箭控制盒的隔振设计要求。

柔性基础上金属橡胶非线性隔振系统性能分析

根据柔性基础结构振动声辐射的控制需求,提出了柔性基础上应用金属橡胶隔振器的被动隔振方法。运用ADAMS软件与有限元软件结合,仿真了基础材料、隔振器一次线性刚度、三次非线性刚度、粘性阻尼等参数改变时隔振系统的频域特性,得到了设备与基础的幅频响应曲线和系统的振级落差曲线,通过结果曲线的对比,分析了不同参数对系统隔振性能的影响,并提出了提高隔振效果、优化系统参数的一般方法。

含三次非线性位移的粘性阻尼干摩擦隔振系统振动特性的实验研究

在分析库仑摩擦阻尼双线性滞迟模型的基础上,通过试验建模和参数辨识,得到了无记忆恢复力亦为非线性力的动力学模型。金属橡胶粘性阻尼隔振系统对正弦基础激振的响应计算表明:在相对位移振幅ym较大的情况下,必须考虑无记忆恢复力中位移三次非线性的影响;而在ym较小时,位移三次非线性的影响可以忽略不计。金属橡胶粘性阻尼隔振系统的振动试验表明:粘性阻尼隔振系统的一阶共振频率随激励的逐渐增强而逐渐减小并趋于稳定;其一阶共振放大比随激励的增强先减小后增大,但变化的幅度不大,在激励较小时表现出明显的“软化”非线性动态特性,在较大激励时仍具有较好的隔振缓冲性能,验证了试验建模的结果。研究结果表明,金属橡胶精细结构材料具有很强的阻尼耗能作用,对恶劣环境下各种仪器设备的振动保护非常有利。

车用柴油机电控器金属橡胶隔振器设计与试验

针对车用柴油机电控器振动损坏难题,设计一种适用于发动机电控器减振缓冲的金属橡胶隔振器。隔振器采用金属橡胶作为减振元件,与现有隔振器相比,具有不惧高低温、性能稳定、使用寿命长、结构简单、占有空间小等优点。同时,开展金属橡胶隔振器的试验研究,重点探讨几何尺寸、成型压力、毛坯质量相同时,金属丝直径、热处理状态对金属橡胶隔振器弹性阻尼性能的影响规律。

金属橡胶阻尼元件的性能研究

对金属橡胶减振器的性能进行了实验研究 ,考察了成型密度、高度、预压缩程度和激励力大小等对单自由度系统阻尼性能的影响。结果表明 ,适当的调节金属橡胶的结构参数 。

ZW—3/7无油压缩机基础支承的隔振器设计

针对ZW—3/7无油压缩机在工作过程中基础振动剧烈,同时伴有较大环境噪声问题,在振动原因分析的基础上,利用主动隔振理论建立压缩机隔振系统动力学模型,进行隔振系统绝对传递率计算和阻尼系数确定。利用组合刚度设计思想,将弹簧和弹性多孔金属橡胶材料组合作为弹性元件进行隔振器参数设计,并借助Solidworks有限元软件仿真计算,结果符合强度、稳定性设计要求,且满足了ZW—3/7无油压缩机基础支承的隔振需求。

叠层橡胶隔震支座动力特性试验研究

通过对16个叠层橡胶隔震支座的动力试验，研究了这类隔震支座的基本性能，包括：大震时设计压力下的水平刚度和阻尼特性；水平剪切变形、水平荷载频率、水平荷载循环次数、竖向荷载变化对隔震支座水平刚度和阻尼特性的影响；纯压承载力；极限水平位移；大震时的极限竖向荷载．

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。

贮存条件下橡胶隔振器动力学性能变化研究

橡胶隔振器在贮存过程中,受橡胶材料应力松弛和老化现象的影响,动力学性能(包括阻尼和刚度)会发生变化。通过试验和计算对橡胶隔振器贮存前后的动力学性能变化规律进行了研究。试验和计算结果表明:贮存1年后,橡胶隔振器的阻尼性能下降;在隔振器的橡胶预压量较小时,隔振器的动刚度受橡胶材料老化现象的影响较大,动刚度上升;在隔振器的橡胶预压量较大时,隔振器的动刚度受橡胶材料应力松弛现象的影响较大,动刚度下降。

改进PSO的金属橡胶卡箍隔振仿真分析与参数优化

因金属橡胶干摩擦特性具有高能量耗散能力,将金属橡胶材料置入液压管道卡箍中作为隔振材料。建立了考虑三次非线性刚度以及干摩擦记忆恢复力的振动方程,并得到其隔振传递率模型。分析了非线性刚度、记忆恢复力对隔振传递率的影响,并与试验结果做了对比,发现两者基本一致。通过分析某型号飞机的飞行剖面,得到不同工况下的转速比例以及相对应的隔振传递率的加权和;针对传统粒子群的弊端,改进了学习因子的变化规律并引入模拟退火算法判断最优点更新,通过仿真验证了其具有较快收敛速度并避免陷入局部最优,同时得到了金属橡胶卡箍最优参数以及最小隔振传递率。

基于SMA的可变频隔振器设计与实验研究

运载火箭在发射过程中会经历复杂的动力学环境,而普通的隔振器无法做到对高频冲击振动进行抑制的同时避免对低频振动的放大。利用形状记忆合金(SMA)作为驱动器,结合金属橡胶的刚度对形变量敏感的特点,设计了一种可改变自身固有频率的隔振器。在实验研究不同参数的金属橡胶隔振特性的基础之上,选用合适的金属橡胶作为可变频隔振器的隔振元件,并通过实验对比隔振器变频前后的共振频率差异。实验结果表明,所设计的可变频隔振器的固有频率从60 Hz以下提高到110 Hz以上,满足设计要求。

编织工艺对金属橡胶材料振动特性的影响

为了研究不同编织工艺对金属橡胶材料振动特性的影响规律,为金属橡胶隔振器内部弹性元件的选取设计提供参考依据。通过正弦扫频振动试验,得到了在相同结构参数(丝径、丝材、相对密度等)和加载条件下金属橡胶与金属丝网的振动特性表征参数变化规律曲线。分析结果表明:金属橡胶相比金属丝网有更小的传递函数峰值;在不同振动量级下,金属橡胶的固有频率始终低于金属丝网,能够较快进入隔振状态;并且金属橡胶阻尼性能较好,耗能能力更强;金属橡胶的隔振性能优于金属丝网。

不同环境温度下橡胶隔振器振动性能研究

通过振动台对橡胶隔振器施加正弦扫频基础激励,测得了隔振器系统高低温环境下隔振器系统主振方向的动刚度和阻尼比;并分析了计算动刚度和阻尼比的近似公式引起的相对误差。结果表明,随着环境温度的升高,该隔振器的动刚度逐渐降低,阻尼比也逐渐降低。在常温和高温测试结果的处理中,近似公式引起的相对误差在可接受范围内。然而在低温环境下,近似公式引起的相对误差较大,此时建议采用推导的精确公式求解动刚度和阻尼比。

车载装配式金属丝网和硅橡胶隔振器性能对比分析

针对陆用车载装配式JZP-20T型隔振器极端和常规服役条件,分别采用金属丝网和硅橡胶作为阻尼材料,以金属丝网和硅橡胶的细观结构与减振机理为基础,重点对比分析了两种阻尼材料隔振器的机械力学性能,特别是刚度和阻尼性能。分析结果表明两种阻尼隔振器的静、动刚度曲线均表现出明显的非线性,金属丝网隔振器刚度的非线性较橡胶隔振器更明显;在较小激振幅值下,金属丝网隔振器阻尼性能要好于橡胶隔振器;随着激振幅值的增加,两种阻尼材料隔振器损耗因子都有所减低,但橡胶阻尼性能的稳定性要优于金属丝网。研究结果对车载装配式隔振器的工程应用具有一定的指导意义。