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。     

车载装配式金属丝网和硅橡胶隔振器性能对比分析

针对陆用车载装配式JZP-20T型隔振器极端和常规服役条件,分别采用金属丝网和硅橡胶作为阻尼材料,以金属丝网和硅橡胶的细观结构与减振机理为基础,重点对比分析了两种阻尼材料隔振器的机械力学性能,特别是刚度和阻尼性能.分析结果表明两种阻尼隔振器的静、动刚度曲线均表现出明显的非线性,金属丝网隔振器刚度的非线性较橡胶隔振器更明显;在较小激振幅值下,金属丝网隔振器阻尼性能要好于橡胶隔振器;随着激振幅值的增加,两种阻尼材料隔振器损耗因子都有所减低,但橡胶阻尼性能的稳定性要优于金属丝网.研究结果对车载装配式隔振器的工程应用具有一定的指导意义.     

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。     

高温环境下编织-嵌槽型金属橡胶的疲劳特性分析

采用拉-压式组合试验工装,以位移控制的加载方式对编织-嵌槽型金属橡胶进行了疲劳试验,研究了常温（25 ℃）及高温（300 ℃）环境下编织-嵌槽型金属橡胶在不同加载振幅下的疲劳特性,并通过平均刚度、等效黏性阻尼系数及其损伤因子对构件的损伤演化过程进行了表征。结果表明：编织-嵌槽型金属橡胶构件的疲劳损伤形式表现为磨损、断丝以及塑性变形;构件在各种试验条件下的疲劳过程均可分为刚度强化期和刚度衰减期,而构件力学性能的衰减主要发生在刚度衰减期;温度的升高或振幅的增大均会显著增大构件的积累损伤,进而缩短其使用寿命。     

金属橡胶包覆阻尼结构的高温耗能特性

以304奥氏体不锈钢丝为材料制备得到不同密度(2.000,2.286,2.571g·cm~(-3))的金属橡胶并装配成金属橡胶包覆阻尼结构,研究了环境温度(25,100,200,300℃)对该阻尼结构耗能特性的影响以及金属橡胶密度、加载振幅(0.2,0.5,0.8,1.0mm)和频率(1,2,3,4,5 Hz)对其高温(300℃)耗能特性的影响。结果表明:100～300℃下金属橡胶(密度2.286g·cm~(-3))包覆阻尼结构的耗能、最大弹性势能和损耗因子均略低于25℃下的,但是相差较小,说明该金属橡胶在高温下具有良好且稳定的阻尼性能;在300℃下,随着振幅的增大,金属橡胶(密度2.286g·cm~(-3))包覆阻尼结构的耗能和最大弹性势能增加,损耗因子降低,而频率对高温耗能特性的影响较小;随着金属橡胶密度的增加,300℃下的最大弹性势能和耗能增大,损耗因子呈波动性变化。     

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。     

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。     

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。     

正负刚度并联隔振系统建模与性能分析

针对重型装备低频减振难题,基于正负刚度并联原理,设计一种由矩形弹簧和碟形弹簧相互并联的低频被动隔振系统。建立隔振系统的简化模型并构建其运动微分方程,运用谐波平衡法分析得到其力传递率,分析在简谐力激励下的稳态周期响应。利用MATLAB对正负刚度并联隔振系统在扫频激励和随机激励下的响应特性进行仿真分析,进而搭建力传递率测试平台,验证所建动力学模型的正确性与合理性。仿真与试验的结果表明,所设计的正负刚度并联隔振系统具有良好的隔振性能,该成果可为重型装备低频隔振的研究提供理论和实验依据。     

粘性阻尼滞迟振子简谐激励响应的等效线性化计算方法研究

研究了单自由度、两自由度含有粘性阻尼双性滞迟振动简谐激励下的响应计算问题，将效线性化计算方法推广至含有迟滞环节的单自由度、两自由度非线笥振动系统，并证明了在首次近似意义上，等效线性化方法与Krylov-Bogoliubov慢变参数法、Fourier级数展开法是等价的，三者具有相同的计算精度。