基于位移加载控制的金属橡胶弹性元件试验建模研究

基于电液材料试验机精确的位移加载控制,对圆环形金属橡胶弹性元件进行了动态力学试验,结果表明,金属橡胶材料具有明显的迟滞非线性性质,其阻尼由多种成分组成。根据动态试验结果建立迟滞回线拟和分解的高次弹性复合阻尼模型,该模型用非线性刚度和非线性复合阻尼机理构造,模型中的参数由试验数据辨识。用所建模型重构恢复力一位移迟滞回线．结果表明,该模型能很好描述这类非线性振动系统的特性,为进一步理论分析提供了依据。     

金属橡胶迟滞环的广义恢复力模型

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。     

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。     

金属橡胶阻尼元件的力学模型及减振特性研究

通过试验和理论相结合的方法，建立了金属橡胶材料的力学模型，研究了一种金属橡胶材料结构的非线形数学模型，以此来描述迟滞非线性系统的动态特性。用所建模型重构恢复力一位移迟滞回线，由此可以得到其变化规律。另一方面对金属橡胶阻尼元件进行了试验研究，得出了金属橡胶的静刚度曲线，总结了不同加速度激励水平、不同广义密度、不同配重对其振动性能的影响。结果表明，随着激励力和负载的增加，其减振效果更好。     

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。     

一种新型非线性阻尼器的设计及特性研究

提出一种利用搭扣带的分布式粘弹性单元结构特性设计阻尼器的新思路,并设计制作出尼龙搭扣阻尼器,分别通过载荷-位移特性试验和动态特性试验,获得尼龙搭扣阻尼器的载荷-位移特性曲线和幅频特性曲线.试验结果表明,尼龙搭扣阻尼器载荷-位移曲线呈显出明显的迟滞特性,能有效消耗振动能量而起到减振作用;用半功率带宽法得到阻尼器共振情况下的阻尼比.实验结果表明,该阻尼器的阻尼系数较大,体现尼龙搭扣阻尼器良好的阻尼特性及减振性能.根据阻尼器的非线性力学特性,建立这种粘弹性阻尼器的力学模型,对阻尼器迟滞恢复力模型的非线性参数进行识别,取得很好的识别精度.结果表明建立的力学模型能很好地反映阻尼器的动力学特性.     

非线性迟滞系统建模方法

针对一类迟滞非线性系统的动力学建模,提出了一种新的建模方法。该模型用高次非对称弹性力、粘性阻尼力及双折线记忆恢复力的机理构造,识别时应先采用分离算法识别各刚度和阻尼系数,再建立其与振幅和频率的函数关系。用所建模型重构的恢复力－位移迟滞回线表明：该模型能很好地描述这类非线性振动系统的特性,提出的建模及参数识别方法实用且有效。     

一类金属橡胶阻尼器的建模与参数识别

研究了一类金属橡胶阻尼器的非线性特性,根据实验数据建立了具有迟滞非线性特性的阻尼器力学模型,通过实验获得了金属橡胶阻尼器特性数据,并提出了两种识别阻尼器迟滞恢复力参数的方法:二维拉格朗日插值法和人工神经网络方法。研究结果表明:拉格朗日插值法可以保证实验值与理论值在插值结点完全重合,具有较高的精度;人工神经网络具有较快的训练速度和很强的学习功能。通过将实验数据与理论计算数据进行对比表明,本文提出的两种方法都可以取得较好的识别效果,曲线拟合的均方差较小,在提高识别效率的同时保证了计算精度。     

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.     

铰接车橡胶弹簧悬挂系统非线性特性建模分析

橡胶弹簧悬挂系统结构简单减振性能良好,在非公路车辆、大型载重车辆和工程车辆中有广阔的应用前景。对铰接式自卸车悬挂系统进行了研究,对前悬沙漏式橡胶弹簧、后悬的复合橡胶弹簧等进行静、动态实验及分析,在试验的基础上,基于有限元方法对橡胶弹簧的非线性刚度特性进行理论建模与分析,并分析橡胶弹簧结构参数对其刚度特性的影响。对其非线性刚度进行分析,对比分析表明模型仿真与试验分析结果曲线具有一致性,表明所用理论方法和所建模型的准确性;采用非线性有限元接触模型对橡胶弹簧特性进行分析,可有效提高分析的时效性;橡胶弹簧的静态特性试验研究表明,结构的刚度与系统的载荷呈现正相关特征;橡胶弹簧的动态特性试验研究表明,其动刚度和阻尼损耗因子与振动频率和振幅有很大的关系;试验结果和分析模型可作为设计选用橡胶弹簧的依据。     

Identification of nonlinear hysteretic systems by artificial neural network

An identification method is developed for nonlinear hysteretic systems by use of artificial neural network in the paper. Employing the Bouc–Wen differential model widely used for memory-type nonlinear hysteretic systems, the approach sets up a Bouc–Wen model-based neural network. The weights of the designed specifically network correspond to the Bouc–Wen model parameters and are thus physical ones. Taking advantage of powerful function approximation capability of neural network, the nonlinear hysteretic systems can be identified with the proposed approach by network training. The identification scheme is validated by a simulated case and thereafter applied to modeling of a wire cable vibration isolation experimental system. The results show that the presented identification method can identify the nonlinear hysteretic systems with high accuracy.     

非线性振动系统滞回模型研究综述

许多振动机械系统或结构在动载荷作用下会表现出非线性滞回行为,在总结国内外研究成果的基础上,介绍了滞回模型的发展现状,并对非线性滞回系统的数学模型进行了分类阐述.但由于振动系统的多样性,建立一个具有一般性能的滞回非线性系统的数学模型是很困难的.     

位移和速度三次非线性因素对金属橡胶干摩擦系统幅频特性的影响

金属橡胶是一种新型材料。文中运用谐波平衡法对金属橡胶千摩擦系统的振动响应进行研究，发现当同时考虑位移三次非线性因素和速度三次非线性因素时，速度三次非线性因素对金属橡胶幅频特性的影响可忽略，而当仅考虑位移三次非线性因素时，随着位移三次非线性因素的增大，幅频特性曲线的振幅逐渐减小，且当位移三次非线性因素较大时，幅频曲线出现弯曲跳跃现象，对金属橡胶减振器作动态响应实验，发现减振器的固有频率和传递率幅值都表现出非线性特性。本文工作对金属橡胶材料的理论建模及其特性的了解有重要的参考价值。     

金属橡胶非线性隔振系统混沌特性

对金属橡胶非线性隔振系统的混沌特性进行了研究。推导了系统振动的状态方程,计算了系统的Lyapunov指数,并根据给定的参数绘制了系统的时间历程图、相轨迹图,证明了系统存在混沌运动。通过系统响应频谱图的分析,说明了金属橡胶非线性混沌振动在线谱控制中的重要作用。用数值方法分析了激励参数与隔振器参数对金属橡胶隔振系统动力学特性的影响,依据系统随各参数变化的分岔图,指出了系统产生混沌运动时各参数的取值范围,从而得到了金属橡胶非线性隔振系统产生混沌振动时各参数选取的一般方法,为金属橡胶非线性隔振系统的混沌特性应用打下了基础。