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，提供了理论和实验依据。     

新型金属橡胶孔隙材料过滤机制与性能研究

基于弹性多孔金属橡胶材料的内部组织结构特点,分析了金属橡胶材料对液体中杂质颗粒的过滤机制;对不同制作工艺的金属橡胶元件进行了过滤性能实验研究,测试了油液过滤前后的污染度等级,并分析了金属丝直径、孔隙度和试件长度对过滤性能的影响。结果表明,金属橡胶材料对污染程度较严重的油液具有明显的过滤效果,滤后油液的清洁度显著提高;增加试件长度、减小金属丝直径和孔隙度有利于提高过滤精度,但孔隙度过小会导致流体阻力大幅上升,且试件长度对过滤效果的影响也受孔隙度的限制,当孔隙度较小时,试件长度对过滤精度的影响明显减少。因此要合理选择工艺参数使金属橡胶材料达到要求的过滤精度。     

金属橡胶构件的性能分析与实验研究

利用金属橡胶的弹性性能,设计了一种以金属橡胶作为阻尼元件的隔振器,对其进行了理论分析和静态实验研究,通过实验获得了金属橡胶隔振器刚度,密度及振幅之间的相互关系,并利用Masing理论,建立了金属橡胶隔振器数学模型,利用数学模型对实验结果进行了验证,为金属橡胶隔振器的应用提供了理论依据。     

金属橡胶环形隔振器弹性阻尼性能的计算

利用金属环形元件弹性模量的计算方法，推导出金属椽胶环形隔振器弹性模量的计算公式，并通过了实验验证。通过对大量实验结果的分析，推导出金属橡胶环形隔振器平均刚度、内摩擦力及能量耗散系数与金属丝直径、环形隔振器的几何参数、金属橡胶元件的相对密度之间的关系。基于弹性迟滞同线的形成原理，建立了该种隔振器的弹性迟滞回线的数学模型，并通过了实验验证。借助该数学模型和有限元计算方法，可以直接求得任意金属橡胶环形隔振器的弹性阻尼性能，大大减少了实验工作量。     

滤材组合对空气过滤器过滤性能的影响

空气滤材是空气过滤器的主要组成材料,主要包括单层空气滤材和双层空气滤材。为了分析单层空气滤材和双层空气滤材的过滤性能差异,设计了试验验证方案,并对单层滤材和双层滤材组合在流阻、过滤比等过滤性能进行了对比与分析。分析表明:双层滤材组合后的流阻不小于两个单层滤材流阻之和;其过滤比不一定等于两个单层滤材过滤比的乘积,而是会出现小于两个单层滤材过滤比的乘积的情况;双层滤材组合可以提高其过滤比或过滤效率,但是流阻会增大。     

圆柱形金属橡胶构件的模具设计

金属橡胶是由拉伸好的螺旋卷按一定的规律和要求铺设在特殊的模具上,经冷冲压工艺制得的构件。选取航天发动机起落架上的金属橡胶减振器作为背景,依据毛坯的具体尺寸和构件的要求做了圆柱形金属橡胶构件的模具设计。圆柱形金属橡胶构件的加工只有一道工序,那就是对孔进行径向挤压。采用了两种方案,第一种方案:直接采用圆柱形凸模。第二种方案:采用圆锥形的凸模,再加上圆锥形的凸模镶瓣。经过对比两种方案的优缺点,确定选用第一种方案。运用Pro/E进行了三维实体绘制,更加直观、清楚地表达出所设计模具的效果。     

金属橡胶阻尼元件减振性能的试验研究

对金属橡胶阻尼元件的减振性能进行了试验研究,并进行了机理分析。     

圆柱形金属橡胶多孔材料流体动压性能相似性判据的确定

依据金属橡胶多孔材料的制备工艺及节流特性,确定了影响金属橡胶节流元件流体动压特性的影响参数。利用相似性定理中的量纲相似理论(π定理),推导出了决定圆柱形金属橡胶多孔材料流体动压特性的7个相似性判据,为试验研究及结果分析提供了依据,极大地减少了试验工作量和试验及分析工作的盲目性。该论文的研究成果对于研究多孔材料具有非常重要的参考价值。     

环形金属橡胶的径向压缩性能及力学模型分析

采用试验的方法分析了密度、金属丝直径、螺旋卷直径及温度对环形金属橡胶径向刚度的影响,以悬臂曲梁为基本单元,分析了金属橡胶的受力变形情况,结合温度对金属丝弹性模量及接触曲梁的影响,建立了包含主要制备参数及温度影响的金属橡胶径向力学模型。同时,依据试验结果,对力学模型的参数进行拟合求解,确定了模型的具体表达式。通过将模型计算结果与试验结果对比后发现,力学模型有较高的精度,可以比较全面地反映环形金属橡胶的径向刚度特性,为金属橡胶的实际应用提供了理论参考。     

金属橡胶材料疲劳损伤性能研究

对设计制作的固支圆盘形金属橡胶构件进行疲劳损伤特性试验研究,对其疲劳损伤性能的分析表明金属橡胶材料的疲劳破坏不同于实体材料,它不会发生突然断裂失效,其疲劳破坏形式主要是其内部的金属丝产生局部断裂、破碎和磨损,从而在构件内部产生累积损伤,宏观上表现为承载能力和耗能性能不断衰减;通过对其内部金属丝两种典型勾连结构耗能方式随振动周期变化情况的分析,揭示金属橡胶材料疲劳损伤机理主要是其内部勾连结构滑移挤压方式的不同及金属丝间的微动摩擦、磨损及断裂;用刚度损伤和阻尼损伤描述金属橡胶的疲劳损伤过程,并提出综合损伤因子D作为金属橡胶疲劳失效判据。     

振幅对金属橡胶材料疲劳寿命的影响分析

对设计制作的固支圆盘形金属橡胶试件进行了疲劳试验,研究了振幅对金属橡胶材料疲劳寿命的影响。提出了割线刚度和等效黏性阻尼系数两个疲劳参数,分析了疲劳加载过程中承载能力和耗能能力随振动周次的变化趋势,并以疲劳参数为基础建立了金属橡胶材料疲劳损伤与振动周次的数学模型。结果表明,小振幅的初始稳定加载有助于改善金属丝线的力学特性,提高金属橡胶材料的承载能力和耗能能力,而振幅的增大会导致金属橡胶材料疲劳寿命的迅速缩短。     

金属橡胶的研究进展及其应用

作为一种新型的弹性多孔材料,金属橡胶为航空航天、空间技术等领域的发展提供了有力的技术支持,其制备工艺、力学性能、本构关系是金属橡胶研究的基础和关键。本文从制备工艺、隔振、密封、过滤、吸声降噪等方面阐述了金属橡胶的理论进展以及工程应用,简要地对金属橡胶的发展趋势进行了展望,拓宽了有待进一步研究的领域。     

金属橡胶恢复力的迟滞模型研究

依据金属橡胶变形的主要特征,对金属丝螺旋卷的空间位形、接触模式进行了分析。提出了基于变长度曲梁的细观结构单元和接触作用模型,考虑摩擦接触点分布规律,建立了金属橡胶恢复力的迟滞模型,实现了金属橡胶在不同变形幅值下的加卸载恢复力的预测。通过不同相对密度的金属橡胶试件对所建模型进行了试验验证,发现理论计算结果和试验结果有较好的一致性。     

金属橡胶复合叠层耗能器试验研究

设计了金属橡胶复合叠层耗能器,并进行了试验研究。试验结果表明,复合叠层耗能器的振动特性与振幅和频率有关,是一个具有多种阻尼成分的复杂的非线性迟滞系统,其性能优于橡胶耗能器。试验研究为复合叠层耗能器的优化设计及实际工程应用提供了大量的试验依据。     

金属橡胶非成形方向迟滞特性力学模型研究

金属橡胶是一种各向异性材料,其非成形方向与成形方向的力学特性存在显著不同。依据金属橡胶非成形方向变形的主要特征,对金属丝螺旋卷的空间位形、接触模式进行分析,揭示金属橡胶非成形方向变形的细观物理机制。结合螺旋卷的弹性变形特征和金属橡胶内部摩擦力接触点分布规律,建立金属橡胶非成形方向的力学模型,实现不同预变形下金属橡胶加载和卸载过程迟滞力学特性的预测。该模型包含金属丝直径和弹性模量、螺旋卷直径、材料相对密度等基本的材料结构参数,从理论上解释金属橡胶非成形方向的弹性特性和多点接触的干摩擦特性产生的机理。通过不同相对密度的金属橡胶试件对所建模型进行试验验证,发现理论计算和试验结果有较好的一致性,为分析和预测金属橡胶非成形方向的刚度和阻尼提供理论依据。     

基于Ansys的封隔器密封胶筒性能优化

封隔器密封胶筒在井下实际应用中力学特性复杂,同时需要承受高温高压饱和水蒸汽的强腐蚀作用,故对胶筒材料性能的要求异常苛刻。为改善密封胶筒的结构稳定性及高温高压水耐腐性,以密封胶筒为研究对象开展有限元仿真分析,通过胶筒结构参数、界面摩擦性能和材料特性等因素对其力学特性及密封性能影响规律的比较,提出软硬质材料多层堆叠及环端面金属包覆结构以实现性能优化。仿真结果表明,优化后的结构改善了密封胶筒肩部的挤出现象,增大了接触区域的密封效果,同时阻挡了高温高压水对胶筒的腐蚀。     

金属橡胶薄壁壳体减振器阻尼性能分析

利用测试系统迟滞环的方法 ,识别了金属橡胶薄壁壳体减振器的阻尼耗损因子 ,并分析了弹性和阻尼的制约因素。结果表明 :这种金属橡胶薄壁壳体减振器与传统减振器相比具有更好的阻尼性能     

金属橡胶减振器随机振动有限元仿真

提出一种金属橡胶减振器随机振动有限元仿真方法,采用正交各向异性阻尼材料模拟金属橡胶材料。相关仿真参数由金属橡胶减振器正弦扫频试验确定。对金属橡胶减振器进行正弦扫频试验和随机振动试验,利用有限元仿真软件ANSYS Workbench对金属橡胶减振器随机振动进行有限元仿真模拟,并将仿真结果与试验结果进行对比分析。研究结果表明,所提出的有限元仿真方法能够很好地对金属橡胶减振器随机振动进行仿真,且计算结果具有较高精度。