金属橡胶减振及密封构件的设计与应用

摘要

金属橡胶是由金属丝按照一定规则编织缠绕后通过冷冲压而制成具有橡胶般弹性的金属构件,由于其具有适应恶劣环境、可设计性强、减振降噪、密封节流等诸多优点而广泛应用于航空、航天、舰船等工程领域。自问世以来,国内外的学者对其进行了大量的研究,但是由于金属橡胶制作工艺的差异性,造成其适用性的不同。本文结合具体的项目指标,完成了金属橡胶隔振器和密封圈的制造,并对其进行了测试分析。具体内容如下:
　　1.以圆环形金属橡胶为研究对象,通过对其成型制造过程的分析,提出了一种新的压缩计算模型,结合现有理论,推导了压缩载荷状态下的计算方程。同时对几种圆环形金属橡胶进行了压缩实验,通过实验数据确定方程的系数并验证计算方程的准确性。
　　2.对金属橡胶隔振器进行了静态压缩实验和相应的振动实验。首先进行静态压缩实验,得到金属橡胶的预压缩量对其隔振器的性能影响。其次以确定预压缩量的金属橡胶隔振器为研究对象,进行扫频振动实验,得到相应的幅频特性曲线。最后通过固有频率下的正弦振动实验,确定该频率下金属橡胶的传递率和阻尼比,分析了不同参数的试件的振动特性。
　　3.基于金属橡胶得到的实验数据,验证了BLATA-KO橡胶模型替代金属橡胶隔振器的可行性。然后进行装甲车车厢跌落的有限元仿真分析,观察金属橡胶的减振隔冲应用效果;通过车箱箱体跌落的加速度云图分析和加速度变化曲线的对比,证明了金属橡胶在工程中具有良好的减振隔冲作用。
　　4.对金属橡胶密封圈的制备工艺进行研究,成功解决了制备过程中的一系列问题。通过密封圈密封机理的研究,结合密封圈的实际工作情况,得到了端面密封的计算公式,分析了端面密封过程中泄漏量的主要影响因素。按照端面密封的情况,设计了一套密封测试装置,并通过该装置验证了金属橡胶密封圈的密封性能。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 金属橡胶技术的应用

1.4 本文主要内容

第2章 金属橡胶减振垫刚度分析

2.1 引言

2.2 金属橡胶理论模型

2.3 金属橡胶压缩曲线分析

2.4 金属橡胶非线性本构关系系数确定

2.5 本章小结

第3章 金属橡胶隔振器实验研究

3.1 引言

3.2 金属橡胶隔振器设计

3.3 金属橡胶隔振器静态特性

3.4 金属橡胶隔振器动态性能

3.5 本章小结

第4章 金属橡胶隔振器跌落减振效果模拟

4.1 引言

4.2 金属橡胶有限元模型

4.3 装甲车车厢跌落减振效果数值模拟

4.4 本章小结

第5章 金属橡胶密封圈制备与实验研究

5.1 引言

5.2 金属橡胶密封圈制备

5.3 金属橡胶密封圈密封机理

5.4 密封性能测试及分析

5.5 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科研成果

致谢