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金属橡胶减振器理论分析及振动特性研究与应用

作　者: 杨业
导　师: 樊文欣
学　校: 中北大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 金属橡胶减振器成型工艺干摩擦阻尼数学模型
分类号: TB535.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

金属橡胶材料是20世纪60年代发展起来的一种多孔的功能性结构阻尼材料,其内部由金属丝相互交错形成的空间网状结构,这种结构非常类似橡胶高分子结构并具有橡胶一样的特性。金属橡胶材料依靠金属丝间的相对滑移产生干摩擦从而耗散振动能量,达到减振的作用。它具有高阻尼、易于制成各种复杂的形状、且具有环境适应性强的特点。这种技术在许多发达国家得到了广泛而成功的应用,在我国积极开展金属橡胶材料的研究工作并将其推广应用,将具有十分重要的意义。本文研究了金属橡胶阻尼元件的制备工艺,获得了影响金属橡胶网块性能的主要参数,并研究了不同结构参数下的金属橡胶特性;结合金属橡胶阻尼元件中非线性干摩擦力的产生机理,以弹簧理论为基础,对金属橡胶材料的刚度特性进行了理论分析,给出了金属橡胶材料的本构关系,为开发金属橡胶材料的产品设计与应用提供了理论依据。本文针对金属橡胶减振器的阻尼弹性元件(网块),利用新的建模方法,建立了数学模型。利用该方法,可以获得在不同位移处加载(或卸载)时,金属橡胶网块变形与其载荷的非线性关系。通过将实验数据和所建数学模型的对比证明两者具有较好的一致性,验证了所建模型的正确性。为某型发动机设计了AAW-400型金属橡胶减振器,对金属橡胶减振器进行了静态和动态试验,分析了减振器的非线性刚度特性和阻尼特性,验证了该型减振器具有良好的减振效果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1. 绪论  9-18
  1.1 课题研究的目的与意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-17
    1.2.1 振动控制理论  10-12
    1.2.2 常用减振隔振元件  12-15
    1.2.3 金属橡胶减振器的研究与应用  15-17
  1.3 本文研究的主要内容  17-18
2. 金属橡胶元件的制造工艺及其干摩擦阻尼的描述  18-29
  2.1 金属橡胶材料的制造工艺  18-22
    2.1.1 金属丝材料的选择  18
    2.1.2 螺旋卷的制备  18-19
    2.1.3 金属丝的铺设及毛坯的制备  19-22
  2.2 金属丝网块的成型及物理特性  22-25
    2.2.1 相对变形量与相对密度  22-24
    2.2.2 形状因子与相对密度  24-25
  2.3 金属橡胶干摩擦阻尼的形成及描述  25-28
    2.3.1 干摩擦阻尼的描述  25
    2.3.2 物理模型及内部接触点  25-28
  2.4 本章小结  28-29
3. 金属橡胶材料的理论模型研究  29-41
  3.1 引言  29-30
  3.2 单元体模型  30-33
  3.3 不同成型面的受力变形分析  33-40
    3.3.1 金属橡胶成型受压面受力分析  33-36
    3.3.2 金属橡胶成型非受压面受力分析  36-40
  3.4 本章小结  40-41
4. 金属橡胶减振器动力学模型  41-55
  4.1 常用的非线性数学模型  41-45
  4.2 数学模型理论基础  45
  4.3 Masing 模型及其推论  45-48
  4.4 Masing 模型在金属橡胶干摩擦系统中的应用  48-54
    4.4.1 坐标变换及数学模型的建立  48-51
    4.4.2 金属丝网阻尼元件变形数学模型的程序设计  51-54
  4.5 本章小结  54-55
5. 金属橡胶减振器的设计与试验  55-67
  5.1 引言  55
  5.2 金属橡胶减振器设计  55-60
    5.2.1 金属橡胶块密度的选择及其性能研究  55-58
    5.2.2 减振器功能结构设计  58-60
  5.3 金属橡胶减振器特性试验分析  60-66
    5.3.1 金属橡胶减振器的静态特性试验  60-63
    5.3.2 金属橡胶减振器的动态特性试验  63-65
    5.3.3 动特性正弦扫频试验  65-66
  5.4 本章小结  66-67
6. 全文总结与展望  67-69
  6.1 本文工作总结  67-68
  6.2 今后工作展望  68-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间发表的论文  73-74
致谢  74

金属橡胶减振器理论分析及振动特性研究与应用

内容摘要

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