单自由度金属橡胶隔振系统干摩擦阻尼的识别

小波变换方法在非线性识别领域得到了越来越多的应用。针对金属橡胶单自由度干摩擦阻尼隔振系统的非线性阻尼识别问题进行了研究。采用了常数变异的思想,基于K-B算法,对金属橡胶干摩擦阻尼系统进行了阻尼系数的识别。结果表明,运用小波分析方法求解非线性阻尼系数是可行的。     

金属橡胶材料干摩擦阻尼的产生机理及力学模型

金属橡胶材料干摩擦阻尼、非线性刚度的产生机理是一个较为复杂的问题,其内部存在大量的干摩擦接触,通过螺旋型金属丝相互摩擦接触来损耗振动能量。干摩擦阻尼与物体表面的微观结构密切相关,从微观角度分析了金属橡胶材料干摩擦阻尼的产生机理,欲准确地揭示干摩擦阻尼的减振规律,还必须正确的提出描述干摩擦规律的数学模型。由于金属橡胶客观存在不光滑的非线性泛函本构关系,使得含有干摩擦环节的金属橡胶结构的响应计算问题非常困难。介绍了关于两固体接触表面间的干摩擦问题的四种数学模型,即Sgn摩擦模型、滞迟模型、动态系统中干摩擦力的数值计算模型、三次非线性粘性阻尼双线性滞迟模型,这四种模型为后人在该领域的继续研究奠定了坚实的理论基础。     

金属橡胶的悬臂梁杆系模型及有限元分析

金属橡胶是由不锈钢金属细丝经特定的成型工艺制作而成,具有优异的非线性阻尼性能.也正由于金属橡胶存在非常强的非线性特性,使得对其性能的研究存在一定的难度.依据金属橡胶的性能特点,建立了金属橡胶成形压力方向的悬臂梁杆系接触作用模型,利用有限元分析软件,对试件成形方向的循环压缩性能进行了仿真分析,得到与实验结果基本一致、能有效描述试件干摩擦阻尼性能的迟滞回线,考察了相对密度的改变对结果的影响,为加工前期金属橡胶构件阻尼性能的预估和成型工艺中相对密度的确定提供了科学的依据.     

金属橡胶隔振器干摩擦阻尼特性的研究

探讨了描述金属橡胶材料干摩擦迟滞特性的数学模型，并通过单向和双向加载的实验，研究了金属橡胶隔振器阻尼元件的干摩擦阻尼特性，为金属橡胶隔振器的设计及推广应用提供了理论及实验依据。     

支承发动机管路的金属橡胶阻尼器隔振性能研究

研究了金属橡胶阻尼器的干摩擦阻尼性能，以及不同参数对金属橡胶阻尼器的阻尼特性的影响。实验表明，金属橡胶阻尼器的成型密度、安装后的相对变形量、构件的制作工艺等参数对阻尼器的阻尼性能有着不同程度的影响。在研究中，针对一定的基本参数得到了一系列优化参数。实验结果为金属橡胶材料在航空发动机管路支承中的应用提供了理论和实验依据。     

基于小波变换的金属橡胶干摩擦系统阻尼识别

针对金属橡胶隔振器阻尼系数难于识别的特点,探讨了一种基于小波变换的干摩擦阻尼识别方法,针对金属橡胶隔振器在自由振动下的动态响应信号进行包络的提取,同时采用了Hilbert变换和Morlet小波变换这两种包络提取方法,并将分析结果与利用常规阻尼识别方法得出的结果进行了对比。结果表明,该方法具有足够的精度,并且易于实现。     

金属橡胶阻尼环的剪切力学特性及密度相关性

基于金属橡胶阻尼环的制备工艺流程、剪切试验工装设计以及阻尼耗能表征方法,通过建立金属橡胶阻尼环简化三维数值模型,采用LS-DYNA软件分析了金属橡胶阻尼环在切向和轴向剪切位移下的曲梁运动特性,研究了金属橡胶阻尼环的剪切力学特性及其密度相关性.结果表明:金属橡胶阻尼环的金属丝曲梁之间的滑移方式多为平行滑移;随着密度的增大,金属橡胶阻尼环的切向和轴向剪切能量耗散系数均先增大后减小,等效刚度均增大.     

金属橡胶材料宏观和细观力学模型

用等效粘性阻尼理论和试验相结合,建立金属橡胶材料动态模型,把复杂的金属橡胶材料的阻尼耗能机理等效为粘性阻尼,金属橡胶的恢复力由高阶非线性多项式和等效的粘性阻尼力叠加而成;为了进一步研究刚度系数,从金属橡胶的变形特征出发,推导出金属橡胶材料应力应变关系的细观力学模型,通过试验对所建模型进行验证,结果表明：模型能很好描述金属橡胶材料在非线性振动系统的特性,模型中的参数值,对于研究金属橡胶材料的动态特性,具有重要的参考价值。     

金属橡胶非对称迟滞回线动力学建模研究

针对金属橡胶迟滞回线的非对称特性,提出了非对称度判定因子λ,并结合钢丝绳非对称迟滞模型和金属橡胶迹法模型,建立了一种用于描述其非线性动力学特性的数学模型。试验结果表明,该模型较好地反映了金属橡胶构件迟滞回线的非对称特性,可满足工程分析金属橡胶非线性动态特性的需要。     

二维载荷作用对金属橡胶干摩擦阻尼性能的影响

这里研究了金属橡胶隔振器干摩擦阻尼特性在二维载荷作用下的变化情况。作者引入了金属橡胶材料内部接触作用模型,利用宏观滑移和微观滑移的概念来描述金属橡胶材料在振动载荷下的减振机理;通过实验验证了在二维载荷作用下,金属橡胶材料迟滞回线最初加载曲线和完全迟滞回线的变化情况,并针对不同载荷变化情况对金属橡胶干摩擦阻尼特性进行了分析。实验结果及理论分析为金属橡胶材料在航空航天领域的进一步应用提供了依据。     

用于飞轮微振动抑制的黏弹性-干摩擦阻尼环设计

工程界采用阻尼环抑制飞轮的发射段振动放大和在轨微振动,其抑振机理之一为动力吸振器。受飞轮工作环境的宽域温差影响,阻尼环中采用的黏弹性材料的阻尼和刚度性能将发生变化,破坏有阻尼动力吸振器工作的最优参数条件。针对该问题,进一步研究阻尼环各界面可能存在的干摩擦阻尼的影响机理。建立了黏弹性-干摩擦阻尼环-飞轮系统的多自由度集中参数模型,首先不考虑干摩擦阻尼,根据飞轮系统的有效模态质量确定了黏弹性阻尼环的最优参数;然后以该最优参数为初值,利用遗传算法得到了干摩擦阻尼环和黏弹性-干摩擦阻尼环的最优参数。对比分析了黏弹性阻尼环、干摩擦阻尼环和黏弹性-干摩擦阻尼环在最优参数及非最优参数下飞轮传递到基础的扰动力响应。结果表明,干摩擦阻尼能进一步拓宽黏弹性阻尼环的抑振频率范围,并提高其鲁棒性。     

高速大功率密度齿轮传动系统的干摩擦阻尼环减振特性研究

以干摩擦阻尼环对高速大功率密度齿轮传动系统减振特性的影响为研究对象,在考虑干摩擦阻尼环减振作用、轮齿时变啮合刚度、啮合传动误差的基础上,建立干摩擦阻尼环齿轮传动系统的弯扭轴耦合多体动力学模型。设计一套输入最高转速为36 000 r/min、油润滑的齿轮传动系统干摩擦阻尼环减振试验系统,并验证了动力学模型的有效性。研究干摩擦阻尼环结构参数对齿轮传动系统减振特性的影响。结果表明：针对高速大功率密度齿轮传动系统,干摩擦阻尼环具有良好的减振特性,降幅比可以达到20%;通过优化阻尼环结构参数如外圆直径（阻尼环与轮缘间的过盈量）、厚度、宽度等可使齿轮传动系统获得最优减振效果。     

转子干摩擦阻尼器及其减振机理

建立了用于转子系统的干摩擦阻尼器的结构模型和力学模型 ,分析了带干摩擦阻尼器转子的运动 ,探明了干摩擦阻尼器的阻尼效果和镇定机理 ,给出了确定干摩擦阻尼器镇定边界的能量平衡方法。分析结果表明 ,干摩擦阻尼器可用于转子系统减振和失稳振动的镇定     

机床切削系统摩擦颤振影响因素分析

建立舍干摩擦的单自由度机床一刀具系统的动力学模型,列写运动方程,确定系统发生颤振的临界驱动速度,给出计算临界驱动速度的计算流程图,采用理论分析和数值仿真方法讨论驱动速度、动摩擦因数、系统阻尼比对系统颤振的影响。结果表明,发生颤振后,驱动速度对于颤振的影响较为显著,动摩擦因数主要影响颤振的平衡位置,系统阻尼比对颤振的影响较为微弱,最后给出降低颤振的几项措施。     

金属橡胶单自由度干摩擦隔振系统的理论分析

提出利用静态实验数据求解金属橡胶隔振系统的运动微分方程，并根据方程的数值解来分析该隔振系统的动态特性的新方法，在不同外力激励的条件下，应用该方法对一种金属橡胶隔振器振系统进行动态性的理论分析。     

基于压电摩擦阻尼的四参数隔振系统等效建模与频变阻尼特性分析

在轨卫星搭载的高精度有效载荷对环境微振动异常敏感,从而对隔振系统的振动衰减性能提出了更高的要求。传统两参数被动隔振系统提高隔振性能时,常采用添加定常阻尼进行能量耗散的方式,但存在低频共振峰抑制与高频快速衰减不能兼顾的固有矛盾问题。为了解决这一问题,一种能够实现阻尼特性基于频率变化的四参数隔振系统被提出,采用归一化方法建立其系统传递率与等效阻尼理论模型,并与两参数和三参数隔振系统进行对比分析。基于四参数系统的频变阻尼等效理论,设计一种基于压电陶瓷致动器产生摩擦阻尼的具象化四参数隔振系统,考虑非线性摩擦阻尼的融合问题,并分析中间等效质量参数对阻尼频变特性的影响规律,最后对其频变阻尼特性和隔振性能进行了仿真与实验验证。结果表明：时域上,四参数隔振系统对随机信号的隔振率达到91.1%;频域上,相较常值小阻尼系统,四参数隔振系统在低频共振处的峰值性能提升5.46dB,且高频段保持相近的快速衰减,表现出低频大阻尼、高频小阻尼的频变阻尼特性。仿真与实验结果均表明,系统能够解决被动隔振系统中存在的高低频隔振性能之间的矛盾问题。     

Friction behavior of magnetorheological fluids with different material types and magnetic field strength

Magnetorheological (MR) fluid is a type of a smart material that can control its mechanical properties under a magnetic field. Iron particles in MR fluid form chain structures in the direction of an applied magnetic field, which is known as MR effect, resulting in variation of stiffness, shear modulus, damping and tribological characteristics of MR fluid. As MR effect depends on the density of particles in the fluid or the strength of a magnetic field, the experiments are conducted to evaluate the friction property under reciprocating motion by changing the types of MR fluid and the strength of a magnetic field. The material of aluminum, brass, and steel are chosen for specimen as they are the most common material in mechanical applications. The surfaces of specimen are also observed by optical microscope before and after experiments to compare the surfaces with test conditions. The comparing results show that the friction coefficient increases as the strength of a magnetic field increases in regardless of types of MR fluid or the material. Also the density of particle in MR fluid affects the friction characteristic. The results from this research can be used to improve the performance of mechanical applications using MR fluid.     

基于摩擦耗能原理的抑振镗杆

讨论了摩擦耗能镗杆的原理,建立了有非线性库仑干摩擦环节的力学模型,并以摩擦参数为变化量,通过数值分析的方法考察了模型的吸振效果。研制了一种基于摩擦减振的新型镗杆,结合颤振发生的机理与切削稳定性理论,分析了不同摩擦条件下镗杆的抑振效果。将不同摩擦条件下的镗杆切削实验结果与理论模型仿真结果进行对比,发现在既定的摩擦阻尼器中,有滑动摩擦与粘接两个状态,而且存在一个最优正压力使得滑动摩擦消耗能量达到最大值又不处于粘接的状态,此时系统抑振效果达到最佳。切削实验发现基于摩擦减振原理的镗杆有良好的颤振抑制效果。