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.     

含有橡胶隔振器振动系统时域响应的测试与计算分析

建立了基于超弹性、分数导数和摩擦模型的炭黑填充橡胶隔振器（以下简称“橡胶隔振器”）动态特性的非线性模掣，用于描述橡胶隔振器的动态特性与预载、频率及振幅的相关性，模型的参数由橡胶隔振器动态特性的实验数据辨识得到：实测了在随机位移激励和阶跃位移激励下，含有橡胶隔振器的单自由度系统中质量块的时域响应；建立了在不同的激励下，含有橡胶隔振器的单自由度系统中质量块响应的求解方法，对一实际的系统进行了计算分析，与实验值进行的对比分析结果表明，所建立的模型和预测含有橡胶隔振器振动系统中质量块时域响应的力法，可以用于含有橡胶隔振器的复杂系统的时域响应分析。     

橡胶阻尼式扭转减振器固有频率计算与测试方法的研究EI北大核心CSCD

设计了橡胶试片静动态剪切特性实验夹具,测试得到了橡胶试片在不同压缩比下的静动态剪切特性。建立了表征橡胶试片静动态剪切特性的Kelvin-Voigt本构模型、Maxwell本构模型和分数导数本构模型,提出了由实验测得的橡胶试片剪切特性曲线来识别各模型参数的方法。给出了基于这3种本构模型计算橡胶阻尼式扭转减振器固有频率的方法,计算了一扭转减振器固有频率,并与测试值进行对比。结果表明:基于Kelvin-Voigt模型计算得到的固有频率不随激振振幅的变化而变化,不能表征振幅相关性,而Maxwell模型和分数导数模型计算固有频率能表征振幅相关性。大振幅激励时,利用Maxwell模型计算的固有频率与实测值的误差较大;在各种激励振幅下,利用分数导数模型可较准确计算出减振器的固有频率。     

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。     

液压衬套动态特性实测分析及集总参数模型研究

以轴、径向型两种结构形式液压衬套为研究对象,测试分析液压衬套动态特性及与激振频率、激振振幅关系,分别建立轴向型、径向型液压衬套动态特性分析的集总参数模型,计算激振振幅一定时液压衬套动刚度及滞后角与激振频率关系曲线。计算结果与实验值吻合较好,验证集总参数模型的正确性。基于所建集总参数模型,计算分析惯性通道数量及尺寸对液压衬套性能优化设计影响。     

汽车悬架控制臂液压衬套动态特性实测与计算分析

在汽车悬架系统中,为了满足其低频振动控制和高频隔振性能的要求,对控制臂衬套动态特性的要求是不一致的。常见的橡胶衬套很难提供在低频振动控制时所需要的大阻尼。液压衬套是一种可在一个较大的频率范围内提供大阻尼和大刚度的振动控制元件,目前它在悬架系统中得到了广泛的应用。介绍了可在径向或轴向方向提供大阻尼和大刚度的两种结构型式的液压衬套,实验测试了它们的静态特性、动刚度和阻尼及其与激振频率和激振振幅的相关性;建立了液压衬套动特性计算分析的集总参数模型,利用该模型计算分析了一液压衬套的动刚度和滞后角,计算结果和实验值的对比结果证明了模型的正确性。最后给出了液压衬套在解决由于路面或车轮不平衡激励而引起方向盘振动问题的应用实例。     

轨道车辆用弹性橡胶垫非线性模型研究

轨道车辆用橡胶弹性元件具有复杂的非线性动态特性,目前橡胶材料的本构模型难以准确描述其幅值特性与频变特性。通过并联Berg摩擦力单元与标准线性固体分数微分本构模型建立新的橡胶弹性元件非线性动态力学模型,其中Berg摩擦力单元用以表征橡胶弹簧动态特性的振幅相关性,标准线性固体分数微分本构模型用以表征橡胶弹簧动态特性的频率相关性。通过与橡胶垫垂向振动试验数据,拟合出新建非线性模型以及对比模型的各参数值。将各模型仿真值与试验数据进行对比分析,发现新建立的非线性模型相比等效模型、传统标准线性固体模型与标准线性固体分数微分模型,能够更准确地描述橡胶垫动态特性的幅变效应与频变效应。     

基于橡胶热氧老化规律的压缩机隔振脚垫动态特性研究

以某空调器压缩机橡胶隔振脚垫为研究对象,考虑热氧老化对橡胶隔振脚垫的动态特性影响,采用Arrhenius模型、分数导数Kelvin-Voigt模型和库仑摩擦模型对橡胶隔振脚垫进行动态特性建模,建立了橡胶隔振脚垫热氧老化-动态特性数学模型。基于MTS831弹性体试验台搭建了隔振脚垫静、动态特性测试装置,给出了模型参数的辨识方法,试验验证了热氧老化-动态特性数学模型的正确性。结果表明,在100℃热氧老化7天后,橡胶隔振脚垫静刚度增长19.35%,动刚度最大增长5.3%,损耗因子最大减小11.6%。热氧老化-动态特性模型能够有效地表征橡胶隔振脚垫动态特性的振幅相关性、频率相关性和热氧老化相关性,为深入研究计及外界环境温度因素导致橡胶热氧老化的隔振脚垫服役后动态特性演化规律提供基础。     

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。     

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。     

钢丝绳隔振器动态特性试验研究

目的 研究钢丝绳隔振器的静态、动态特性.方法 模拟隔振器的实际安装情况,利用正弦扫频激励方法,测量其动态特性.结果 获得了加载和卸载变形曲线、频响函数曲线和振动传递率曲线.结论 所得结果对分析该隔振器性能有实际应用价值.     

基于叠加模型的橡胶元件动态特性分析

基于模型叠加理论,针对橡胶元件的动态特性开展研究。采用时间—步长法,在MATLAB中建立了一维多参数橡胶叠加本构模型。模型由弹性单元、黏弹单元和弹塑单元并联构成。黏弹单元采用Able黏壶,用于表征橡胶元件的频率依赖性;弹塑单元采用多线性理想弹塑模型,用于表征橡胶元件的振幅依赖性。对比测试结果表明:在计算谐波激励下橡胶弹簧的受力时,力—位移迟滞曲线的计算结果与测试数据能很好地吻合,刚度频率振幅依赖性和阻尼频率依赖性能被较好的表征。在计算随机激励下橡胶隔振器的受力时,高频激励下的计算结果与测试数据能较好地吻合,低频激励下有一定程度的偏差,但计算精度在工程可接受范围之内。提出的叠加模型能较好的表征橡胶元件的动态特性,能够提高动力学模型的准确性。     

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。     

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.     

排气系统吊耳动静态特性分析及结构优化

吊耳是汽车排气系统的隔振关键部件,其动静态特性直接影响隔振性能。用非线性有限元数值计算方法研究一种典型吊耳动静态特性,首先建立吊耳有限元模型,选择合适本构模型,模拟吊耳的动静态特性并计算吊耳三向静刚度,再用不同频率正弦信号激励吊耳,模拟其动态特性并用互功率谱的方法计算动刚度和阻尼角;最后运用正交试验方法对吊耳进行结构优化,找出对吊耳动静态特性影响最大结构参数并得到优化方案,使得吊耳动静态特性满足要求,提高隔振性能。     

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。      

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。