金属橡胶构件抗冲击性能的理论及实验研究

摘要

金属橡胶构件抗冲击性能研究是金属橡胶技术研究领域的一个重要的研究方向。由于金属橡胶材料具有工作温度范围大、耐腐蚀、承载能力强、耐辐射、耐真空、能量耗散系数大、性能稳定、结构性能具有可设计性等特点，因此，金属橡胶构件在阻尼减振抗冲击领域内得到了广泛应用，并且在航空航天、国防等特殊环境中具有其它材料无法比拟的优良性能。本文的研究揭示了金属橡胶材料构件的抗冲击性能的基本结构和机理，对金属橡胶材料构件抗冲击特性进行了理论和实验研究。本文对非线性阻尼缓冲系统理论进行了深入的研究。根据金属橡胶构件的结构特点，选择具有刚度硬特性的套筒型隔振器和刚度软特性的草帽型隔振器为研究对象。首次提出借助于最初加载曲线和迟滞回线来研究干摩擦阻尼缓冲系统冲击响应。研究了干摩擦阻尼缓冲系统短冲击和长冲击的理论分析和计算方法；研究对称迟滞回线和非对称迟滞回线下干摩擦阻尼缓冲系统的理论计算和分析方法；分析质量、冲击加速度和冲击时间对干摩擦阻尼缓冲系统的最大响应加速度和最大响应位移的影响。借助于金属橡胶构件的加载曲线和迟滞回线，用Matlab编制用于精确计算最大响应加速度和最大响应变形的逐步积分程序。为了计算和分析冲击响应，对不同参数的两种隔振器进行静态实验研究；对套筒型金属橡胶隔振器和草帽型金属橡胶隔振器在不同的结构参数、质量、冲击加速度和冲击持续时间下进行冲击实验。得出不同的结构参数、质量、冲击加速度和冲击持续时间对金属橡胶抗冲击性能的影响。进行了误差分析。并借助于线性模型和能量吸收率研究了金属橡胶抗冲击隔振器的设计方法。

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的目的和意义

1.2 冲击隔离技术研究现状

1.2.1 冲击隔离器建模的研究现状

1.2.2 冲击分析方法的研究现状

1.3 金属橡胶技术的发展概述

1.4 本课题主要研究内容

第2章 金属橡胶构件抗冲击性能的理论研究

2.1 单自由度线性阻尼缓冲理论

2.2 单自由度非线性阻尼缓冲理论

2.3 冲击时间对冲击性能的影响

2.4 金属橡胶构件冲击响应的逐步积分法

2.5 冲击刚度的确定

2.6 本章小结

第3章 金属橡胶构件抗冲击性能的实验研究

3.1 金属橡胶构件静态和冲击实验装置

3.2 套筒型金属橡胶隔振器的理论计算和实验分析

3.2.1 冲击加速度对冲击性能的影响

3.2.2 结构参数对冲击性能的影响

3.2.3 负载质量对冲击性能的影响

3.2.4 冲击持续时间对冲击性能的影响

3.3 草帽型金属橡胶隔振器的理论计算和实验分析

3.3.1 冲击加速度对冲击性能影响

3.3.2 负载质量对冲击性能影响

3.3.3 冲击持续时间对冲击性能影响

3.4 实验误差分析

3.4.1 逐步积分法的计算误差分析

3.4.2 短冲击时理论计算与实验结果的误差分析

3.5 本章小结

第4章 金属橡胶抗冲击隔振器设计

4.1 金属橡胶抗冲击隔振器的设计方法

4.2 某系统用隔振器冲击性能计算实例

4.3 金属橡胶抗冲击隔振器结构设计方法

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

个人简历