聚氨酯隔振器非线性力学模型与特性研究

结合聚氨酯隔振器和简单形状试样的静态和动态试验结果,建立了由弹簧、阻尼器和摩擦元件等多组机械元件所构成的聚氨酯隔振器"非线性广义模型"",试验分析了不同激振振幅、激振频率和预加载情况下的隔振器静动态特性,研究了聚氨酯隔振器的弹性、弹塑性和粘弹性特点,分析和验证了它们对隔振器静动态特性的影响。采用非线性广义模型分析法来研究隔振器的力学模型,物理概念清晰,能够比较直观、简洁、全面地描述隔振器的性能特点,可推广应用于其他类型隔振器。     

基于超弹性、分数导数和摩擦模型的碳黑填充橡胶隔振器动态建模

碳黑填充橡胶隔振器（以下简称＂橡胶隔振器＂）的动态特性与预载、激振频率和激振振幅相关。实验测试了一橡胶隔振器的动态特性,建立了基于超弹性、分数导数和摩擦模型的橡胶隔振器动态特性的非线性模型,其中超弹性模型用于描述橡胶隔振器的弹性,分数导数模型用于表征橡胶隔振器动态特性的激振频率相关性,摩擦模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅相关的特性,文中论述了建模方法和参数辨识方法。有限元分析获得橡胶隔振器的静态力-位移曲线,利用测试得到的橡胶隔振器在大振幅、低频激励下的力-位移关系,拟合得到橡胶隔振器动态模型中摩擦模型的参数,利用测试得到的橡胶隔振器在小振幅、高频激励下的力-位移关系,拟合得到橡胶隔振器动态模型中分数导数模型的参数。利用建立的模型和拟合得到的参数计算分析了橡胶隔振器动态特性的振幅相关性、频率相关性和预载相关性,并与实验结果进行了对比分析。分析结果表明,建立的模型可以较好的描述橡胶隔振器的动态特性。     

橡胶隔振器蠕变特性研究

在国外舰船橡胶隔振器标准中,明确规定了橡胶隔振器蠕变特性的性能要求,国内对这方面研究尚较为少见。本文通过对国外标准的分析和国内常用橡胶隔振器蠕变特性的研究,分析研究了国内橡胶隔振器的蠕变特性。     

橡胶隔振器高频动态特性的计算方法

该文采用一种由Mooney-Rivlin模型和多个Maxwell模型叠加组成的非线性粘弹性本构模型,用于计算橡胶隔振器的高频动态特性。该文给出了在时域和频域范围内拟合本构模型中粘弹性参数的方法,利用拟合得到的本构模型参数,对某款橡胶悬置跨点动态特性进行计算,并与实验结果进行对比。该文还建立了橡胶隔振器等效力学模型,分析了原点动刚度和跨点动刚度的区别,分析表明:使用跨点动态特性测试法可消除测试中附加惯性力的影响,适用于橡胶隔振器高频动特性的测试;同时,该文搭建了橡胶隔振器有限元模型,分别用于分析其跨点动刚度与原点动刚度,并将分析结果与实验结果进行对比,分析结果验证了有限元模型和力学模型的正确性。除此之外,该文还分析对比了时域（松弛、蠕变）和频域（简谐动态试验）拟合粘弹性参数方法的优缺点。     

基于迟滞回线模型的非线性金属橡胶传递率分析

通过理论和试验对某金属橡胶非线性隔振器的传递特性进行了研究。基于含干摩擦阻尼的非线性迟滞力学模型,采用平均法求出系统的频率响应函数,从理论角度探究不同运动状态下的传递率及实现无谐振的条件;根据频率响应函数确定解锁频率与实现无谐振的临界干摩擦力;利用动态加载试验识别隔振器的力学参数,通过振动实验验证了理论结果。所得结论对金属橡胶隔振器的设计和应用具有重要的指导意义。     

橡胶隔振器刚度和阻尼本构关系的试验研究

对橡胶隔振器的动态特性进行了试验研究,利用傅立叶变换分析了采集的试验信号,采用神经网络法拟合了试验曲线,利用曲线重构方法验证了神经网络曲线拟合的可行性。根据神经网络输出的数据,采用最小二乘优化方法对描述橡胶隔振器动态特性的多项式模型进行参数识别,识别结果表明橡胶隔振器的刚度和阻尼与振幅和频率之间呈曲面关系。利用最小二乘曲面拟合方法对刚度和阻尼曲面进行了拟合,得到了描述橡胶隔振器刚度和阻尼的本构关系。     

液压阻尼型橡胶隔振器动态特性建模方法EI北大核心CSCD

从液压阻尼型橡胶隔振器的集总参数模型出发,推导并分析了其统一的复刚度线性模型。基于推导的线性模型,同时考虑了液压阻尼型橡胶隔振器惯性通道阻尼的非线性以及上液室刚度的非线性,建立一种新的非线性模型。该模型能反映液压阻尼型橡胶隔振器动态特性的幅值、频率相关性。最后,在简谐激励和随机激励下,利用建立的非线性模型分析液压阻尼式橡胶隔振器的动态响应,并和试验结果进行了对比分析。     

采用粘弹性分数导数模型的橡胶隔振器动态特性的建模及应用

橡胶隔振器的动态特性与激振振幅及激振频率相关。给出一个可以表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅及激振频率相关性的模型,其中,用摩擦力模型表征其动态特性与振幅的相关性,用分数导数粘弹性模型表征其动态特性与频率的相关性。计算分析了所建立的模型与目前广泛采用的两种描述橡胶隔振器动态特性模型(基于Maxwell的模型和粘性阻尼模型)在表征其与激振振幅及激振频率的相关性;使用分数导数和Kelvin-Voigt模型时,计算分析了一个含有橡胶隔振器的单自由度振动系统的自由振动和阶跃激励的时域响应。计算结果表明:采用分数导数模型能更加准确地描述橡胶隔振器的动态特性,建立的模型可以用于含有橡胶隔振器的振动系统的动态特性分析。     

环形钢丝绳隔振器动态特性建模与参数识别

设计一种采用独立钢丝绳圈作为弹性阻尼元件的环形钢丝绳隔振器。由于其结构的独特性,该隔振器具有非线性弹性刚度和垂向非对称迟滞动态特性。针对该特性,提出一种改进的归一化Bouc-Wen模型,采用分阶段识别方法进行参数辨识研究,并对提出的模型和参数识别方法进行周期性加载试验验证。结果表明:本文所提出模型以及参数识别方法对于该隔振器垂向非对称迟滞动态特性描述是非常准确有效的,为该隔振器动态设计方法奠定了基础。     

聚氨酯隔振器研究的新进展

聚氨酯是一种综合性能优良的弹性体材料,目前已在民用工程上得到广泛的推广应用。系统地介绍聚氨酯隔振器的国内外研究概况,对国内研制的高性能聚氨酯隔振器和橡胶隔振器进行性能比较。结果表明,聚氨酯隔振器在寿命、蠕变、承载能力、承载范围、隔振性能等方面均优于橡胶隔振器。     

非线性橡胶隔振器的冲击响应特性研究

为了研究非线性橡胶隔振器的冲击响应特性,考虑到阻尼非线性特性的影响,建立一个8参数的非线性响应力参数模型,由此描述橡胶隔振器的冲击响应力与位移的迟滞回线特性。选择某型渐硬型橡胶隔振器为研究对象,采用跌落式冲击实验方案获得不同工况下的橡胶隔振器冲击响应,以及不同冲击速度、冲击脉宽下的冲击刚度变化规律。通过最优参数的拟合,结果表明实测响应与模型预测值已基本相近。     

橡胶隔振器系列化设计方法研究

推导了橡胶隔振器静刚度与结构参数、材料硬度的关系式，结合有限元分析技术，提出橡胶隔振器的系列化设计方法并给出应用实例。该设计方法用以指导如何有效地调整各设计参数，实现橡胶隔振器系列化产品的快速开发。     

复杂结构型式橡胶减振元件静刚度计算方法

对于结构复杂、形状不规则的橡胶减振元件,难以找到计算其静刚度的经验公式。根据橡胶减振元件的可制造性,结合正交设计试验的思想,利用神经网络学习算法建立橡胶减振元件各几何结构参数与其三个方向静刚度的非线性全局映射关系,对复杂结构型式的橡胶减振元件进行静刚度估算,以代替有限元计算的结果。计算结果表明,建立的神经网络可以用来估算复杂结构型式橡胶减振元件的静刚度。     

大载荷聚氨酯隔振器的分析

浇注型聚氨酯材料具有良好的机械性能和动态性能。文章通过聚氨酯材料试片的测试结果和隔振器数值计算及试验验证确定材料内部许用应力，并在此基础上开发出承载能力达到了300 kN的聚氨酯隔振器，其固有频率小于5 Hz。     

基于橡胶隔振器动静态试验的弹性材料参数反演及预测模型研究

本研究根据WH150橡胶隔振器的动静态实测数据,通过Abaqus与Isight联合仿真,反演弹性材料的超弹本构参数和黏弹本构参数。输入反演的橡胶本构参数,建立橡胶隔振器的预测模型,该模型推导出的三向静刚度、动刚度和动态传递率误差均小于10%。将预测模型应用于隔振器实际使用工况的计算中,可快速评估橡胶隔振器的实际共振频率和疲劳寿命。      

A method for modelling of fatigue life for rubbers and rubber isolators

A method for modelling fatigue life of rubbers and rubber isolators is presented in this paper. Firstly, a fatigue experiment is carried out for a rubber dumbbell cylindrical specimen and a rubber isolator. Based on the finite element analysis, the damage parameters including the strain energy density, the maximum principal Green–Lagrange strain and the effective stress are calculated and discussed. Secondly, three fatigue life prediction models are established by using the three damage parameters and using the relation between the measured fatigue life of a dumbbell cylindrical specimen and the computed value of the damage parameters. Thirdly, three proposed prediction models are used to investigate which one can be best used to predicting fatigue life of rubber isolators, taking a typical powertrain rubber isolator as studying example. The fatigue lives of the rubber isolator predicted by the three models are compared with the experimental life. The results demonstrate that the predicted fatigue lives of the rubber isolator using the three fatigue models agree well with the experimental fatigue life within a factor of four, and the model using the effective stress as the damage parameter can predict the fatigue life within a factor of two, which has the best accuracy among the three models.     

温度对橡胶隔振器力学性能的影响

在隔振器的设计选用中,有必要考虑温度对分动箱隔振器的力学性能影响。开发一套安装橡胶隔振器的试验夹具,把夹具和隔振器都安装在带有温控箱的疲劳试验机上,直接测试隔振器在不同温度下的力学性能。开展3个环境温度下的试验,研究环境温度和橡胶垫振动中的温升对隔振器的动刚度和阻尼系数的影响。结果表明温度对隔振器力学性能有较大影响,温度的升高,分动箱隔振器的动刚度和阻尼系数逐渐减小。该方法可广泛应用于测试不同温度下各类橡胶隔振器的力学性能。     

钢丝绳减振器非对称迟滞模型的参数分解识别研究

针对钢丝绳减振器垂向非对称迟滞特性的理论描述需要，提出了非对称迟滞模型的参数分解识别方法。采用这一方法进行试验曲线的模型参数识别，并依据具体识别过程对原有模型的不足之处做了局部修改。根据参数识别结果，获得试验曲线的数学模型，并运用数值计算方法得到模型相应的理论曲线。理论与试验的曲线比较表明，分解识别方法能获得较为理想的识别结果，对原有模型的修改是符合实际的。