金属橡胶/橡胶复合叠层耗能器试验建模与参数辨识

通过试验与理论相结合的方法,对金属橡胶/橡胶复合叠层耗能器进行动态特性研究,建立了耗能器的非线性弹性复合阻尼模型,该模型将恢复力分解为非线性弹性力和非线性阻尼力两部分,并辨识出了模型中的参数。对比理论与试验结果表明:所建模型能够很好地描述耗能器的非线性迟滞特性,为耗能器动力设计及动力优化奠定了良好基础。     

金属橡胶/橡胶复合叠层耗能器动力学模型

针对橡胶常温低频段的阻尼性能差,设计开发了一种新型的金属橡胶／橡胶复合叠层耗能器。采用电液伺服材料试验机的位移加载方式,对该复合叠层耗能器进行了动态特性研究。在试验研究的基础上结合理论分析,建立了耗能器的动力学模型,并提出了一种迟滞回线分解识别算法,利用试验数据辨识出了模型中的未知参数。对比仿真与试验结果表明,所建模型可靠且参数识别精度能够满足工程应用的要求。     

金属橡胶/橡胶复合叠层耗能器的阻尼测试

采用电液伺服材料试验机的位移加载方式,对金属橡胶／橡胶复合叠层耗能器进行动态试验研究。基于耗能相等原则及正交函数的性质,提出一种精度高、便于工程应用的粘弹等效阻尼测试方法,该方法可以通过实测耗能器恢复力数据方便地计算出损耗因子。依据这一方法对耗能器进行测试,结果表明金属橡胶／橡胶复合叠层耗能器具有很好的阻尼减振性能。     

基于SMA复合橡胶支座的建筑结构自适应隔震

提出一种应用形状记忆合金拉索耗能器复合普通橡胶支座(简称SMA复合橡胶支座)的新型建筑结构自适应隔震体系,给出了该隔震支座的详细构造和工作机理,研究了SMA复合橡胶座的智能性,分析了基础隔震结构计算模型.验证了形状记忆合金在建筑结构自适应隔震方面的有效性与适用性.     

SMA-橡胶支座隔震系统的动力响应研究

利用形状记忆合金（SMA）超弹性滞回特性，提出了一种SMA-橡胶支座，并建立了这种新型隔震支座力学模型。通过一个单自由度SMA-橡胶支座隔震体系动力响应的仿真分析，详细研究了SMA-橡胶支座的动力性态和隔震性能。结果表明，SMA-橡胶支座具有良好的隔震和耗能效果。     

金属橡胶广义恢复力模型辨识

金属橡胶是一种具有非线性恢复力的材料.在对其进行基于位移加载的动态试验中,其恢复力-位移曲线为一迟滞环.本文用理论和试验相结合的手段研究金属橡胶弹性元件的动力学建模,提出了一种新的模型,即广义恢复力模型.将迟滞回线分解为广义弹性力和广义阻尼力,模型中的参数由实验数据辨识.用所建模型重构恢复力-位移迟滞回线,结果表明该模型能很好描述这类非线性振动系统的特性.     

汽车动力总成液压悬置橡胶主簧静特性有限元分析

以某一型号轿车发动机液压悬置为研究对象,应用大型通用有限元分析软件ABAQUS分析了橡胶主簧在垂直方向的静态特性。介绍了橡胶材料本构关系的基本理论,论述了橡胶有限元模型的建立过程,计算分析了橡胶主簧各结构参数对主簧静态特性的影响程度,并讨论了橡胶主簧静态特性有限元分析结果与单元特性的关系。     

金属橡胶/碟簧叠层复合结构阻尼特性及其非对称迟滞模型参数识别

针对碟簧(disc springs, DS)、橡胶–碟簧等结构的阻尼性能差以及抗高温等恶劣环境能力弱,采用正弦力激励法对添加弹性阻尼金属橡胶(entangled metallic wire material, EMWM)后的叠层复合结构进行试验研究。以耗能量、损耗因子和动态平均刚度为评价指标,分析了不同激励条件和不同金属橡胶密度对金属橡胶/碟簧叠层复合结构阻尼性能的影响。基于迹法等效阻尼模型,考虑弹性恢复力和阻尼力随变形幅值、频率的变化规律,用参数分解识别法建立该复合结构在一定载荷下的非对称迟滞模型。结果表明,预测的滞回曲线与实测曲线吻合度高,参数识别精度能够满足工程应用的要求。     

小振幅谐波位移激励下橡胶减振元件动态特性计算方法的研究

对基于超弹性-粘弹性模型计算橡胶隔振器动态特性的方法进行了研究.阐述了频域粘弹性理论及材料粘弹性参数的获取方法.使用简单剪切动态实验获得了材料的粘弹性参数,结合原有的超弹性模型参数,建立橡胶的超弹性-粘弹性模型,并将该模型应用于简单剪切试件的动态特性计算,计算与实验的对比结果表明:经过静态误差系数修正后的简单剪切试件动态特性与实验值误差较小,且不受超弹性模型的影响.以一悬架橡胶衬套为例,针对不同衬套的缩径量,对橡胶衬套的静、动态特性进行了计算和比较.文中所述的方法将有助于橡胶减振产品的动态特性预测.     

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。     

硅生胶结构对补强硅橡胶的力学及加工性能的影响

采用动态力学性能测试方法分析硅生胶分子结构对补强硅橡胶力学性能及加工性能的影响,并系统地研究了硅生胶复配体系对补强硅橡胶性能的影响.结果表明:乙烯基封端硅生胶结构规整,玻璃化转变温度Tg低,补强硅橡胶耐低温性好;硅生胶中乙烯基含量高,则补强硅橡胶的力学性能好;硅生胶分子量越高,补强硅橡胶的加工流动性越差;30份甲基封端和70份乙烯基封端的硅生胶复配体系中乙烯基含量为0.15%(质量分数)时,补强性能最佳.     

硅橡胶粘弹行为的微观机理

应用原子力显微镜(AFM)与动态力学分析仪(DMA)对三种具有不同分子链结构的硅橡胶粘弹行为及其微观机理进行了研究。结果表明,苯基侧基的引入,破坏了聚硅氧烷分子链的规整性,降低其结晶度,增强硅氧烷链间的内摩擦,使硅氧烷分子链段的弛豫与运动需要消耗更多的能量。尤其是单苯基的引入,能更好地调节苯基链节在聚硅氧烷中的分布,在有效提高硅橡胶损耗因子的同时,更好地维持着-Si-O-链的柔顺性,使制得的三元共聚甲基苯基乙烯基硅橡胶(PVMQ-2)具有优越的综合力学性能。     

金属橡胶动力学建模及参数识别

根据金属橡胶材料的作用机理,提出了一种非对称弹性粘性阻尼双折线迟滞恢复力的模型,利用材料试验机的位移加载控制原理,对其进行了傅立叶级数展开,并设计了一种分离参数的识别算法,经过对实测数据的计算,识别精度较高,能满足工程上分析金属橡胶弹性元件动态特性的需要。     

飞机典型橡胶材料长期封存性能变化规律

目的对某型飞机整机采用长期封存技术,通过开展典型橡胶材料在不同环境条件下的试验,达到在较短时间内预测飞机整机封存有效期限的目的。方法模拟机场和封存小环境开展典型橡胶材料加速老化对比试验,揭示5080F丁腈橡胶在空气、浸油、低氧和浸油+低氧等4种介质条件,以及1140F天然橡胶在热空气中恒定热应力下压缩永久变形变化规律,建立封存期预测模型。结果试验表明,丁腈橡胶在洞库封存条件下储存期在17年以上,天然橡胶在空气中的理论寿命至少为14年。结论该试验结果与整装封存试验较为吻合。     

液聚合合成橡胶节能技术和节能型橡胶的开发

总结了燕山石化溶液聚合合成橡胶节能技术和节能型橡胶的开发情况。通过改进催化体系,提高反应速度,提高反应器的生产能力,并在聚合反应器中采用带刮刀的搅拌器,同时改进聚合、凝聚、溶剂回收的部分工艺及设备,燕山石化顺丁橡胶的能耗不断下降,达到世界先进水平。溶液聚合合成橡胶凝聚过程热泵技术的工业化,使生产每吨胶可节约1MPa的低压蒸汽0.72t。橡胶溶液直接脱挥,聚丁二烯橡胶气相聚合工艺技术开发,溶聚丁苯橡胶（SSBR）、中乙烯基聚丁二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶（SIBR）、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体（SBS）等新型节能型合成橡胶的技术开发也在进行中,其中SSBR、SBS技术已经工业化。     

热硫化苯基硅橡胶阻尼材料的动态力学特性

通过对不同结构组成的热硫化苯基硅橡胶粘弹性的动态力学测试,讨论了玻璃化转变温度Tg与材料阻尼性能的关系及硅橡胶基础聚合物中苯基、乙烯基含量对硅橡胶硫化后损耗因子的影响,提出在-50℃~+150℃之间存在次级转变主要影响着硅橡胶阻尼性能,而与玻璃化转变温度Tg关系不大的结论,同时还指出交联度对硅橡胶阻尼性能的重要作用。     

Dynamic mechanical behavior of nickel-based superalloy metal rubber

The work describes the manufacturing and dynamic characterization of nickel wire-based metal rubber (MR) solids. The storage modulus and the loss factor of the nickel MR samples are measured over a frequency range between 0.1 Hz and 200 Hz, and at different levels of dynamic force and strain using a dynamic mechanical analyzer (DMA) technique. A sensitivity analysis about the effect of different static and dynamic testing parameters is initially carried out to identify suitable testing protocols for this metal porous material. DMA testing is then carried out over three different batches of samples (5 specimens each) with variable relative densities to identify the correlation between storage modulus and loss factors with frequency and dynamic force and strain levels. The results are discussed using a mechanical theoretical model relating the mechanical properties of MR solids to the contact states of the wire composing the microstructure. A comparison with analogous results obtained from cyclic tests at 1 Hz from a conventional tensile machine is also performed. The results from this benchmark highlight the necessity to use dynamic-based testing protocols to efficiently implement nickel-based metal rubber for vibration damping and energy absorption designs and applications.     

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。