计算橡胶隔振器静态特性的数值分析方法

以橡胶隔振器为研究对象,利用有限元ABAQUS分析软件,进行了橡胶隔振器有限元建模的数值试验分析;为了能更精确的描述橡胶的特性,引用了多年来发展的几种弹性应变能函数方法,选取本构方程来拟合试验数据以作为ABAQUS软件对橡胶材料特性曲线的评估,寻找一种描述橡胶特性的最佳的方法。预测的计算结果与试验吻合较好,表明所建的数学模型和有限元计算方法能较理想的获得橡胶隔振器静态解。     

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。     

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。     

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。     

橡胶隔振器刚度和阻尼本构关系的试验研究

对橡胶隔振器的动态特性进行了试验研究,利用傅立叶变换分析了采集的试验信号,采用神经网络法拟合了试验曲线,利用曲线重构方法验证了神经网络曲线拟合的可行性。根据神经网络输出的数据,采用最小二乘优化方法对描述橡胶隔振器动态特性的多项式模型进行参数识别,识别结果表明橡胶隔振器的刚度和阻尼与振幅和频率之间呈曲面关系。利用最小二乘曲面拟合方法对刚度和阻尼曲面进行了拟合,得到了描述橡胶隔振器刚度和阻尼的本构关系。     

橡胶隔振器静态力-位移关系计算方法的研究

测试了橡胶试片在单轴向拉伸、等双轴拉伸和平面剪切应力-应变状态下的应力-应变关系。利用测试得到橡胶试片在不同状态下应力-应变关系,和应用不同的本构模型,拟合得到了不同模型的材料常数。以两个橡胶悬置为研究对象,对橡胶隔振器进行三向静态力-位移特性分析,并与测试值进行对比。橡胶悬置1主要承受拉压变形或剪切变形,而悬置2则同时承受拉压和剪切变形。以悬置1和悬置2为研究对象,应用Mooney-Rivlin本构模型,计算分析了利用不同应力－应变状态得到的本构模型常数对橡胶隔振器力－位移关系计算结果的影响。以悬置2为研究对象,采用同一种应力－应变状态获取的本构模型常数,分析了本构模型对橡胶隔振器静态力-位移特性计算结果的影响。     

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．     

橡胶隔振器参数计算与分析

以橡胶隔振器为研究对象,以橡胶材料绝对不可压缩的应变能函数原理为依据,利用有限元ABAQUS分析软件,建立超弹单元的有限元模型;选取橡胶材料单轴与双轴试验数据作为特性曲线的评估;并用Ogden方法,对橡胶隔振器的特性进行数值计算分析,所预测的计算结果与试验结果取得较好的吻合.     

橡胶隔振器冲击特性的试验研究

应用落锤冲击机的试验方法,研究KBX-2000型橡胶隔振器在不同落锤高度下的冲击力随位移变化曲线,并且结合隔振器的静态试验数据,探寻隔振器冲击力随位移变化曲线与静态力随位移变化曲线之间的关系。通过对比分析试验结果发现,KBX-2000型隔振器在小变形情况下表现出等刚度特性,而在大变形情况下则呈现出渐硬的非线性。随着冲击输入的增加,大冲击载荷下的冲击力随位移变化曲线能较好地包络小冲击载荷下的冲击力随位移变化曲线。隔振器的冲击力随位移变化特性与静态力随位移变化特性可模拟为分段的多元函数,这对于抗冲击的设计项目中具有一定的参考意义。     

金属橡胶隔振器抗冲击性能研究

对金属橡胶隔振器的冲击性能进行了理论和实验研究。借助于金属橡胶构件的加载曲线和迟滞回线,研究了具有非线性干摩擦阻尼隔冲系统在短冲击和长冲击时的最大响应的计算方法,并借助于Matlab实现了最大冲击响应的逐步积分计算。通过实验研究了构件结构形状和参数、负载质量、冲击加速度等对金属橡胶构件抗冲击性能的影响,对理论方法进行了验证,为工程实践提供了依据。     

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。     

Material Model Research on Rubber Vibration Isolators

A viscohyperelastic constitutive model is proposed to describe the mechanical behaviour of vibration isolation rubber under broad-band vibration. This constitutive model comprises two parts： a component with three parameters to characterize the hyperelastic static properties of rubber materials, and the other component incorporating two relaxation time parameters, corresponding to high and low strain rates, respectively, to describe the dynamic response under vibration and impact loadings. Based on this proposed constitutive model, a series of experiments were performed on two types of rubber materials over a wide strain rate range. The results predicted from this model are in good agreement with the experimental data.     

有限元在大载荷橡胶隔振器设计中的应用研究

以实例介绍了有限元在大载荷橡胶隔振器设计中的应用，运用I-DEAS分析软件，建立数学模型、静态和动态特性的计算，并通过试验进行验证，两者比较吻合，达到了工程实用价值。     

BE型橡胶隔振器冲击极限载荷研究

采用试验方法对BE型橡胶隔振器的冲击极限进行探索,获得隔振元件的冲击极限及极限载荷下的破坏模式。通过有限元软件ABAQUS,采用Marlow模型模拟橡胶材料,对BE型橡胶隔振器的抗冲性能进行数值模拟,无论极限载荷还是隔振元件的破坏模式,数值结果均与试验结果吻合较好,表明该数值方法能有效模拟隔振器的抗冲性能,是研究橡胶隔振器冲击极限载荷的一种有效手段。     

一种非线性隔振器的静力分析与实验研究

研究一种变刚度非线性隔振器,使该隔振器具有高静刚度低刚度的效果。根据水平铰支梁受水平力弯曲理论、刚度并联理论,分析斜薄壁梁在竖直方向力的作用下的力位移以及刚度位移特性,得到斜薄壁梁结构在竖直力作用下具有负刚度特性。通过与弹簧（正刚度）结构并联,理论结合实验验证一种并联结构隔振器样机,得到该样机具有高静刚度－小静变形,低动刚度－力的变化率很小。     

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。     

GWF型隔振器性能分析与实验验证

GWF型无谐振隔振器利用库伦阻尼和弹簧变形消耗能量,因无谐振峰而广泛应用于电子设备的隔振中。分析了GWF型无谐振隔振器理论模型,得出理论解锁频率和隔振传递率,并通过实验加以验证,为选择合适的刚度和摩擦力提供实验及理论依据。
     

压电液压隔振器的能量回收特性分析与测试

为实现高性能的振动主动控制、振动能量回收以及基于能量回收的自供电半主动振动控制,提出一种压电液压隔振器．基于实际流体的可压缩性,建立了压电液压隔振器的能量回收系统模型并进行了模拟仿真分析,获得了相关要素对发电量的影响规律．结果表明,压电液压隔振器的发电能力随系统背压及液压缸振幅的增加而增加,且存在最佳压电振子直径、厚度以及直径一厚度比使发电量最大．采用嘶0×1．6mm。单晶压电振子及@16×100mm3液压缸制作了试验样机,并以水为工作介质进行了不同频率、背压、激振器振幅条件下的试验测试．试验所获得的压电液压隔振器的最佳工作频率仅为6Hz,可用于低频振动能量回收．在频率为6Hz、激振器输入电压为9V、背压为0．4MPa时,发电量为2．42mJ;当其他条件相同,背压为0．4MPa时的发电量约为无背压时的20倍．