基于纯加速度测量的隔振器阻抗测试方法

隔振器的阻抗特性是船舶机电设备隔振系统设计与评估的重要输入参数。考虑到ISO标准及国标中对力传感器频响要求较高及边界支反力的影响,本文提出了基于纯加速度测量的隔振器阻抗测试方法。首先根据四端参数法推导了任意边界条件下隔振器的阻抗关系式,然后在准自由边界条件下通过加速度测量对某橡胶隔振器进行了阻抗测试,利用牛顿第二定律和加速度信号测量替代了力传感器实现力的测量。测试结果与理论计算结果吻合,验证了测试方法的有效性。     

船舶低频机械噪声预报中剪切式隔振器建模方法

针对船舶低频机械噪声预报中剪切式隔振器的阻抗特性模拟问题，基于四端参数法和连续梁理论对剪切式隔振器进行动力学理论建模并对其阻抗特性进行分析。理论计算结果表明：基于简化的弹簧-质量模型的隔振器建模方法因无法反映隔振器的驻波效应，导致模型对隔振器质量控制区阻抗特性模拟的准确性降低；基于Euler梁理论的隔振器建模方法能够反映隔振器的驻波效应，但忽略剪切作用导致隔振器动刚度计算值明显偏大；基于Timoshenko梁理论的隔振器模型可以较为准确模拟隔振器的刚度控制区阻抗特性以及低阶驻波效应。此外，通过数值计算和试验数据对比验证基于Timoshenko梁理论建模方法的正确性，结果表明：与不考虑隔振器弹性体质量的简化建模方法相比，基于Timoshenko梁理论的隔振器建模方法能够有效提高模型对隔振器质量控制区阻抗特性模拟的准确性。     

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。     

环境因素对船用橡胶隔振器寿命期内静动态性能影响研究

在船用橡胶隔振器使用寿命周期内,环境条件(紫外线、臭氧与热老化)对其动态性能的影响作用不容忽视,以船用BX型橡胶隔振器为研究对象,采用强化疲劳试验的方法模拟船用隔振器的寿命周期,研究在隔振器寿命周期内紫外线、臭氧与热老化3种环境因素对隔振器静刚度、动刚度以及机械阻抗特性的影响,通过分析得出:在船用寿命周期内,在环境因素作用下隔振器静刚度一般会减小,而动刚度变化情况不一致,并且其变化情况与橡胶配方存在一定关系;隔振器经过环境因素作用后,其静刚度与动刚度若没有明显变化,则其机械阻抗与声学性能也相应没有发生明显变化。该结论在现实工程中具有一定的参考意义。     

基于正负刚度并联永磁隔振器的隔振性能分析及实验验证

针对超精密领域小负载隔振的新需求,基于正负刚度并联原理,采用永磁弹簧和橡胶带相结合的方法,永磁弹簧提供正刚度,橡胶带提供负刚度,提出了一种正负刚度并联永磁隔振器的新构型。为了研究该隔振器的隔振性能,通过实验与理论相结合的方法,建立了橡胶带拉力和刚度的数学模型,验证了橡胶带拉力解析模型的有效性;建立了正负刚度并联永磁隔振器的动力学方程,分析了该隔振器的隔振性能;搭建了永磁弹簧和正负刚度并联永磁隔振器实验台,分别进行隔振性能测试。实验结果表明该隔振器隔振性能的理论计算和实验测试的结果比较吻合,且具有良好的隔振性能;该隔振器最大特点在于其最大承载能力时,刚度最低,固有频率最低,低频隔振性能最好。     

轨道用隔振器静动刚度测试

介绍了用MTS810-100kN电液伺服材料试验机进行橡胶或塑料制品、构件等静动刚度测试时可选用的几个应用软件的特点，在此基础上，依据一定的测试条件，完成了一组轨道用隔振器的静动刚度测试，并分析了试验系统变形对隔振器静、动刚度测试结果的影响。结果表明，在试验数据的处理中应该扣除试验系统的相对变形。     

橡胶隔振器非线性动力学模型理论与实验研究

基于静态压缩实验、广义胡克定律和应变能密度推导了描述橡胶超弹性的本构关系,进而获得了橡胶隔振器静态刚度模型;在此基础上,提出基于动态激振实验的动态刚度模型,该模型由橡胶隔振器静态刚度、位移系数和频率系数组成。在此基础上,对单自由度质量-隔振器系统进行数值仿真和实验测试,二者获得的系统的固有频率基本吻合,验证了所提出的橡胶隔振器动力学模型的正确性。研究结果为获得橡胶隔振器静、动态刚度模型提供了简洁、实用的思路,并为研究含有隔振器的动力系统的动力学特性提供了理论基础。     

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。     

考虑刚度非线性的某橡胶隔振试件随机振动试验仿真研究

通过建立振动台、夹具和橡胶隔振试件整体有限元模型,对橡胶隔振试件振动台随机振动试验进行了仿真研究。仿真过程发现薄壳结构和橡胶隔振器在几百赫兹以上中高频段响应存在严重的衰减现象。通过研究发现动刚度在中高频段的非线性特性是影响响应衰减的主要因素。结合真实试验结果,对薄壳结构和橡胶隔振器的中高频动刚度进行了修正,修正结果表明薄壳结构和橡胶隔振器动刚度随频率增加而增大,获得了其动刚度随频率的变化趋势曲线。修正后的仿真结果整个频段内与实验结果基本一致,解决了仿真过程中高频段响应衰减问题。     

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。      

橡胶隔振器动态特性计算方法的研究

填充橡胶材料的动态特性与预载、激振频率和激振振幅等相关.采用模型叠加方法,建立了用于计算的由填充橡胶材料制造的橡胶隔振器动态特性的弹性-粘弹性-弹塑性模型.其中,弹性模型用于表征橡胶隔振器的弹性部分,粘弹性模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振频率的相关性,弹塑性模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅的相关性.对一试片进行静动态性能实验,得到其静、动刚度和滞后角,由其拟合得到了弹性、粘弹性、弹塑性模型的参数.计算了一动力总成橡胶隔振器的动态特性,并与实验结果进行了对比分析.结果表明.采用的弹性一粘弹性一弹塑性模型可以较好地表征橡胶隔振器动态特性的振幅相关性和频率相关性.其计算方法,可以用于橡胶隔振器动态特性的设计计算.     

分子弹簧隔振器的动力学特性研究

分子弹簧隔振器是一种以水和疏水沸石颗粒为工作介质的新型隔振器,该隔振器具有高静低动的分段刚度特性。首先以Laplace方程为基础模拟水侵入疏水微孔的过程,建立了分子弹簧刚度的力学模型,并通过准静态试验验证了该模型的有效性。随后在刚度的力学模型的基础上建立了分子弹簧隔振系统运动方程,采用平均法计算了分子弹簧隔振器的主共振幅频响应,采用基于等效线性化方法的接缝法计算了大振幅情况下的幅频响应。最后,以能量传递率为指标评价了分子弹簧隔振系统的隔振性能。研究表明分子弹簧隔振器具有优于传统的线性隔振器的隔振性能。     

橡胶钢丝绳隔振器冲击特性试验研究

冲击刚度及阻尼是隔振器的重要参数,对隔振系统设计起重要作用。采用落锤式冲击方法对橡胶钢丝绳隔振器的冲击刚度及阻尼进行测试。将负载质量的加速度时间曲线转化为隔振器的迟滞回线以求解其冲击刚度及等效阻尼,并用多项式对冲击刚度进行拟合。不同工况下的数据结果表明:橡胶钢丝绳隔振器的弹性恢复力与隔振器的变形在小变形情况下基本呈线性关系,且随着冲击位移的增大而呈三次函数关系;整个冲击过程的等效冲击刚度正比于冲击过程的初始冲量;但其阻尼系数随最大变形量先增大后减小。上述结论对橡胶钢丝绳隔振器的工程选型及应用具有指导作用。     

橡胶隔振器迟滞阻尼特性识别的新方法

为了实现对含有橡胶隔振器的机械系统的建模和动力学分析,对隔振器的迟滞阻尼特性识别方法进行了研究.首先,对橡胶隔振器进行了正弦振动试验,获得不同频率,不同振幅下恢复力和位移之间的关系.接着,根据阻尼在一个振动周期内耗能相等的原则,把恢复力分解为弹性力和阻尼力,采用变刚度变阻尼法分别对不同频率下的弹性力和阻尼力进行了参数识别,获得了弹性系数和阻尼系数与振动频率之间的关系.然后,采用参数识别的结果,应用"大质量法"对含有橡胶隔振器的空心轴结构进行了建模和动力学分析,获得了质心位置响应加速度随频率变化的曲线.响应加速度的最大值为11.79 g(100 Hz).最后,对整个结构进行了正弦振动试验并把响应加速度曲线和相应的振动试验结果进行了对比分析.试验结果表明:计算的响应加速度最大误差为9.2%;可以满足工程计算精度的要求.证明了这种参数识别方法的正确性,应用这种方法可以使橡胶隔振器建模和分析过程统一化和规范化.     

一种小型流体阻尼隔振器的设计与实验

针对惯导敏感元件的振动隔离问题,提出一种小型流体阻尼隔振器,采用金属膜片作为弹性元件,通过黏性流体间隙流动产生阻尼耗能。给出计算金属膜片挠度的解析式,建立隔振器动力学模型,获得刚度-阻尼并联的两参数模型的动刚度表达式,进而分析两参数原理模型的振动传递特性,给出根据隔振性能指标设计刚度、阻尼的方法。根据测试与理论计算结果,二者的加速度传递率曲线吻合良好,且实验结果表明可将共振峰值抑制在6 dB以下。     

橡胶隔振器冲击刚度的试验研究

在冲击环境下，隔振器的刚度特性会产生显著的变化．由于该过程相当复杂，要从理论上进行分析是相当困难的．该文研究了利用轻气炮技术和力锤敲击测试隔振器冲击刚度的方法，并分别对不同规格的橡胶隔振器进行了试验研究，对这2种方法特点的比较表明，轻气炮试验适用于工程中大型橡胶隔振器冲击刚度的测试研究，而锤击法试验适用于同系列不同型号的小型橡胶隔振器冲击刚度的测试研究，因而二者互为补充，在工程实践中具有一定的应用价值．     

一种橡胶隔振器的研制方法

在有限元分析技术的基础上,结合橡胶隔振器的刚度计算,利用橡胶硬度与材料力学常数C10和C01的关系,提出了一种橡胶隔振器的设计开发方法并给出应用实例,该方法可由刚度逆向推出橡胶材料硬度,提高橡胶隔振器开发效率。     

某橡胶隔振器动静态性能计算及试验研究

针对某型橡胶隔振器中橡胶材料复杂的力学特性,研究了橡胶材料的双参本构模型,进行参数拟合.并利用有限元软件建立了隔振器的动静态性能计算模型,通过试验对计算模型进行验证.结果表明,隔振器的静变形和固有频率计算值与测试结果高度吻合,相对误差小于10％,证明了该模型计算精度高,为不同领域用非金属材料隔振器的设计奠定了基础.     

基于悬置刚度法的客车方向盘怠速振动传递路径分析

为更加准确识别某中型客车怠速工况下的方向盘振动来源,提升传递路径分析精度,文中总结了基于悬置刚度法分析振动传递路径的基本方法,并以该车方向盘为研究对象开展方法验证。首先,通过计算该车悬置软垫预载力、对已有的悬置软垫数据进行多元回归拟合以及整车方向动刚度转化计算出该悬置软垫实际动刚度;其次,测试系统水平频响函数以及激励点与响应点的加速度信号;再次,用基于阻抗矩阵法TPA所得的结果以及实测结果作为标杆进行对比,比较结果显示悬置刚度法TPA具有较高的精度。传递路径分析结果表明排气系统X向振动对方向盘怠速振动贡献量最大。断开发动机与排气系统连接,发现方向盘怠速振动加速度明显降低,进一步验证了基于悬置刚度法的传递路径分析结果的可靠性。上述分析结果可为车内振动的传递路径分析提供借鉴。     

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。