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金属丝网橡胶减振器振动及抗冲击力学性能研究

刘泽  
【摘要】:金属丝网橡胶是一种新型干摩擦阻尼材料,与传统金属橡胶材料相比,在成型工艺方面进行了极大改进,机械化程度高,力学性能更加稳定,本文针对金属丝网橡胶的静动态力学性能进行了如下研究:1.通过静态压缩试验,研究了压缩量、相对密度、丝材及热处理等因素对金属丝网橡胶承压和耗能力学性能的影响,得到了非线性刚度、单位体积耗散能量和能量耗散系数随上述影响因素的变化规律;并在不同加载速度下对金属丝网橡胶进行压缩试验,分析研究了加载速度对其非线性刚度的影响。2.对金属丝网橡胶减振器进行正弦扫频试验和随机振动试验,通过控制变量法研究了振动量级、预紧量、负载质量、相对密度、丝材及热处理等因素对金属丝网橡胶减振系统传递率、固有频率、均方根加速度响应及减振率的影响,得到相关变化规律曲线,并对其干摩擦减振机理进行了分析研究。3.提出了一种金属丝网橡胶减振器随机振动有限元仿真方法,采用正交各向异性阻尼材料模拟金属丝网橡胶材料,相关仿真参数由金属丝网橡胶减振器正弦扫频试验确定,利用ANSYS Workbench对金属丝网橡胶减振器随机振动进行有限元仿真模拟,并将有限元仿真结果与试验结果进行对比分析,研究结果表明,所提出的有限元仿真方法能够很好地对金属丝网橡胶减振器随机振动进行仿真,且计算结果具有较高精度。4.通过对冲击载荷下金属丝网橡胶耗能缓冲机理的深入研究,在线性系统冲击响应理论基础上,结合金属丝网橡胶非线性力学特性,推导了金属丝网橡胶减振系统冲击加速度响应的近似计算公式。对金属丝网橡胶减振器进行冲击试验,研究了冲击载荷、相对密度及负载质量对金属丝网橡胶减振系统抗冲击力学性能的影响,并将理论计算结果与试验结果进行比较研究,分析了误差产生的原因并确定了公式的适用范围。5.在冲击试验基础上,提出了一种金属丝网橡胶减振器冲击有限元仿真方法,采用COMBI165弹簧阻尼单元模拟金属丝网橡胶材料,相关仿真参数由金属丝网橡胶静态压缩试验确定。利用ANSYS LS-DYNA对金属丝网橡胶减振器进行冲击仿真,并与试验结果进行对比研究,验证了冲击仿真方法的可行性;在输入冲击速度不变情况下,利用仿真对不同冲击波形载荷和不同脉冲时间矩形波载荷下金属丝网橡胶减振器的冲击响应进行了研究。


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