弹簧--金属丝网橡胶复合减振器力学特性试验研究

摘要

金属丝网橡胶是由不锈钢金属丝经过一定的加工工艺形成，采用金属丝网橡胶制作的减振器具有很多橡胶减振器难以获得的优越性能，例如阻尼大、吸收冲击能力强、在真空中不挥发、不惧怕辐射环境、耐高低温、耐疲劳老化、寿命长等。但金属丝网橡胶内部构造十分复杂，金属丝间的接触与作用形式难以判别，是一种具有高度非线性特性的特殊材料，因此其力学性能具有很高的研究价值，一直是许多学者较为关注的研究热点。金属丝网橡胶与弹簧复合形式的减振器具有较高的刚度可设计性和承载能力，本文采用金属丝网橡胶作为阻尼元件，结合波形弹簧设计并制作了弹簧-金属丝网橡胶复合减振器，以此减振器为依托分别进行了静态、动态力学特性的试验研究。具体内容如下: (1)根据参数分离思想将弹簧-金属丝网橡胶复合减振器静态迟滞曲线分解为弹性恢复力与干摩擦阻尼力，进行了刚度模型与阻尼模型的理论推导。控制相对密度、预紧量、加载幅值为变量进行了静态迟滞试验，分析弹簧-金属丝网橡胶复合减振器在不同相对密度、预紧量与加载幅值条件下静态迟滞特性与减振耗能评价参数的变化规律。 (2)采用幂级数多项式表示弹性恢复力，通过椭圆方程表示干摩擦阻尼力，将幂级数多项式与椭圆方程相结合推导弹簧-金属丝网橡胶复合减振器动态迟滞表达式。控制相对密度、预紧量、加载频率为变量，对弹簧-金属丝网橡胶复合减振器与金属丝网橡胶减振器分别进行了动态迟滞试验，对比分析两种减振器在不同相对密度、预紧量与加载频率条件下动态迟滞特性与减振耗能评价参数的变化规律。 (3)根据粘弹性阻尼理论推导弹簧-金属丝网橡胶复合减振器冲击加速度响应表达式。控制相对密度、预紧量、冲击幅值、冲击脉宽为变量，对弹簧-金属丝网橡胶复合减振器进行了冲击试验，分析弹簧-金属丝网橡胶复合减振器在不同相对密度、预紧量、冲击幅值与冲击脉宽加载条件下冲击加速度响应与抗冲击评价参数的变化规律。 (4)结合弹簧-金属丝网橡胶复合减振器动态迟滞试验与冲击试验数据，根据提出的动力学模型与冲击加速度响应模型计算动态迟滞与冲击加速度响应理论值进行误差分析，验证动态迟滞力学模型与冲击加速度响应模型的准确性，研究不同弹簧刚度时减振器动态响应的变化规律。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文主要研究内容

第2章 弹簧-金属丝网橡胶复合减振器力学模型及静态试验研究

2．1 金属丝网橡胶减振器迟滞分解力学模型

2．1．1 金属丝网橡胶减振器刚度参数识别

2．1．2 金属丝网橡胶减振器阻尼参数识别

2．2 弹簧-金属丝网橡胶复合减振器力学模型

2．2．2 弹簧-金属丝网橡胶复合减振器压缩量参数识别

2．3 静态力学性能试验研究

2．3．1 试验内容及试验方法

2．3．2 弹簧-金属丝网橡胶复合减振器减振耗能评价参数

2．4 静态迟滞试验结果分析

2．4．1 相对密度对弹簧-金属丝网橡胶复合减振器的影响

2．4．2 预紧量对弹簧-金属丝网橡胶复合减振器的影响

2．4．3 加载幅值对弹簧-金属丝网橡胶复合减振器的影响

2．5 本章小结

第3章 弹簧-金属丝网橡胶复合减振器动态迟滞试验研究

3．1 弹簧-金属丝网橡胶复合减振器动力学模型

3．2 动态迟滞试验

3．2．1 试验内容及试验方法

3．2．2 弹簧-金属丝网橡胶复合减振器减振耗能评价参数

3．3 动态迟滞试验结果分析

3．3．1 相对密度对弹簧-金属丝网橡胶复合减振器的影响

3．3．2 预紧量对弹簧-金属丝网橡胶复合减振器的影响

3．3．3 频率对弹簧-金属丝网橡胶复合减振器的影响

3．4 本章小结

第4章 弹簧-金属丝网橡胶复合减振器冲击特性试验研究

4．1 单自由度阻尼系统冲击响应理论

4．1．1 粘性阻尼系统

4．1．2 平方阻尼系统

4．1．3 干摩擦阻尼系统

4．2 弹簧-金属丝网橡胶减振器冲击加速度响应

4．3 冲击特性试验研究

4．3．1 试验内容及试验方法

4．3．2 抗冲击性能评价参数

4．4 冲击试验结果分析

4．4．2 预紧量对弹簧-金属丝网橡胶复合减振器的影响

4．4．3 冲击幅值对弹簧-金属丝网橡胶复合减振器的影响

4．4．4 冲击脉宽对弹簧-金属丝网橡胶复合减振器的影响

4．5 本章小结

第5章 弹簧-金属丝网橡胶复合减振器动态响应模型研究

5．1 动态迟滞理论模型计算验证及误差分析

5．2 冲击理论模型计算验证及误差分析

5．2．1 各脉宽冲击作用下减振器理论值与试验值对比

5．2．1 各幅值冲击作用下减振器理论值与试验值对比

5．3 不同弹簧刚度对减振器动态响应的影响

5．3．1 弹簧刚度对减振器动态迟滞特性的影响

5．3．2 弹簧刚度对减振器冲击加速度响应的影响

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的研究成果

致谢