摘要：针对现有曳引机减振常采用的高分子减振垫因环境因素而引发性能大幅退化问题,以电梯曳引机减振器的工程应用需求为导向,确定减振器所需阻尼元件的刚度后,采用真空渗流技术将硅橡胶填充入金属橡胶孔隙并形成包覆,研制出一款耐环境影响的高性能金属橡胶/硅橡胶连续互穿相复合减振材料(metal rubber-silicone rubber continuous interwoven phase composite damping material, MR-SRC)。然后基于实际结构建立电梯曳引机的有限元数值模型。对加装MR-SRC减振器前后的电梯曳引机进行了模态分析,确定了整体结构的固有频率和振型。对MR-SRC减振器进行冲击响应分析,对比不同MR-SRC材料和冲击载荷对响应的影响,校核减振器的强度。接着,基于MR-SRC的近似等效,对减振器系统的冲击响应进行了理论计算,得出金属橡胶密度为1.8 g/cm^(3)的MR-SRC减振器对减振效果最佳。最后将所制备的MR-SRC减振器安装于实际电梯曳引机,按照电梯减振国标要求,测试电梯在运行过程中的加速度和速度变化,计算并校核电梯运行的相关特性参数。该文章提出的减振器为电梯安全可靠运行提供了一种新途径。

摘要：为满足精密装备多向循环载荷和多重环境减振降噪需求,设计了一款金属橡胶和斜置矩形弹簧组合式三向减振器,建立了动力学理论模型和动态试验测试系统,分析减振系统固有频率、动刚度和阻尼比在各工况下演变规律。通过理论模型预测与试验相结合方法,分析了激振量级对三向组合式减振器动态力学性能的影响规律,以及在常温、高低温、盐雾和湿热等环境下的动态性能指标变化规律和阻尼耗能机制。研究结果表明:随着激振量级的增加,三向组合式减振器固有频率、动刚度和阻尼比有减小趋势,出现刚度软化现象,动力学理论模型解析分析相关性能演变趋势与试验结果具有较好一致性;在各服役环境工况下,金属橡胶阻尼三向减振器力学性能最大变化率可看出该减振器力学特性具有较高稳定性和一致性。

摘要：针对单一减振材料无法兼具高阻尼与高刚度的弊端,本工作提出了一种新的复合材料,即将三维空间网状结构的金属橡胶(EMWM)作为基体,聚氨酯(PU)作为增强体,并采用真空渗流的方式制备了具有高阻尼与高刚度的金属橡胶-聚氨酯(EMWM-PU)复合材料。通过EMWM与EMWM-PU复合材料的准静态压缩试验,发现界面摩擦的引入使得EMWM-PU复合材料的耗能与刚度特性得到显著提升。此外搭建了复合材料管路减振测试平台,以平均振动加速度级和插入损失作为评价指标,研究了EMWM密度、激振量级、安装时的预紧间距对管路减振性能的影响。结果表明,EMWM-PU复合材料在5~1 000 Hz频段范围内均具有优异的减振效果,且复合材料中基体材料EMEM的密度越小、安装时的预紧间距越大,减振效果越好。本研究有效拓宽了复合材料的应用范围,也为金属橡胶复合材料的设计和应用提供了有效的指导。

摘要：核电机组复杂管线小支管长期无规律地振动会导致管道疲劳断裂、破损而引发泄漏,甚至发生核电安全事故。目前常采用加固或减振的方式,但效果不佳,某些频率下的振动峰值难以降低。针对上述问题,本论文设计了一种结构简单、安装方便且质量可调的动力吸振器。通过模拟实际振动工况参数,然后对有无动力吸振器的小支管进行动力学建模分析,并以加速度传递率为参考对动力吸振器相关参数进行设计,获得动力吸振器的最优质量、刚度以及阻尼。最后实物制作并进行试验验证,结果表明,本论文所设计的动力吸振器将小支管在共振频率下的三向振动降低了60%以上(大于工程要求的5 dB);通过微调质量块个数扩大了吸振频段的可调节范围,能够满足不同工况的需求;增加金属橡胶材料进一步增强了动力吸振器的吸振效果,相比无阻尼结构可以将减振性能提高10%以上。本研究为核电机组复杂管线小支管的减振提供了有效方法。

摘要：设计一种对称式金属橡胶与线弹簧复合的隔振器,基于整体隔振,考虑安装板的柔性因素,建立相应的等效线性动力学模型.通过准静态力学试验,分析线弹簧刚度、金属橡胶密度和加载位移对金属橡胶复合隔振器准静态性能的影响.同时,进行随机振动试验,研究金属橡胶复合隔振器在整体隔振中的隔振性能.试验结果表明,复合样件的刚度特性趋向于线性效果.金属橡胶复合隔振器在谐振点处的峰值衰减是线弹簧隔振器的5倍以上,且系统的随机振动响应在频段0.12~2.00 kHz内都有较大程度的衰减.

摘要：利用金属橡胶制备一种波纹夹芯板,通过试验和有限元分别研究结构的宏观及微观力学特性,为加快计算速率,构建有限元等效模型研究不同材料参数对结构力学性能的影响,并进行试验验证。结果表明,金属橡胶波纹夹芯板受载条件下会存在两个阶段:平台阶段与致密阶段,相较于传统波纹夹芯板,其平台阶段加长且吸能效果提高。结合试验和有限元发现导致这两个阶段的原因是,结构在受载条件下会存在极限载荷致使夹芯层屈曲变形从而使结构内部空隙减少,结构进一步受载达到致密阶段。通过两者的对比验证了研究结果的有效性,为金属橡胶波纹夹层板的未来设计和应用提供了指导。

摘要：金属橡胶材料及其典型构件作为极端服役环境下的特种减隔振阻尼元件,在国防装备隐身降噪领域发挥重要作用。针对多自由度隔振平台刚度支撑和阻尼性能需求,设计一款具有三向阻尼性能的帽形金属橡胶结构件,用数值模拟与试验相结合,研究帽形金属橡胶静态压缩下的能耗机理和三向准静态压缩力学特性。结果表明:帽形金属橡胶的细观耗能以线接触金属丝间的滑移摩擦居多。极限压缩下帽形金属橡胶的载荷-变形量曲线呈刚度减小、负刚度及刚度突增等非线性现象。帽形金属橡胶的横向和垂向能量耗散系数与静态压缩变形量呈正相关、等效刚度与静态压缩变形量呈负相关。

摘要：针对船舶推进轴系纵向低频隔振难的问题,将具备负刚度特性的碟簧与正刚度螺旋弹簧并联,设计了一种高承载准零刚度隔振器。建立了轴系-准零刚度隔振系统的动力学方程,利用谐波平衡法求解了系统的稳态响应,并用数值方法验证了求解的有效性。对于系统响应稳定性的问题,首先研究了准零刚度隔振器的非线性刚度、外激励力幅值对系统响应稳定性的影响规律,并结合推进轴系的纵向静变形限制,确定了非线性刚度取值;其次基于静力学理论设计了一组碟簧与螺旋弹簧的结构参数;最后分析了准零刚度隔振器的阻尼比、外激励力幅值对系统响应稳定性的影响规律,并确定了合适的阻尼比。结果表明:当非线性刚度、阻尼比分别设计为1×10^(12) N/m^(3)、0.05时,系统主共振不再出现跳跃现象,稳态响应的解在200 Hz内都是稳定的;在承受10000 N载荷时,准零刚度隔振器仍然可以有效隔离10~200 Hz低频段的振动。

摘要：基于正弦扫频试验对金属橡胶-硅橡胶(metal rubber/silicone rubber,MR-SR)复合阻尼结构的减振性能深入探究,适用于狭小空间环境下的减振器结构。通过对比不同阻尼结构的材料性能,发现纯金属橡胶阻尼结构具备良好的耗能特性,而MS-SR复合阻尼结构由于金属橡胶层与硅橡胶层之间的摩擦阻尼,具有较低的共振频率;此外,分别对MR-SR复合阻尼结构展开了芯层密度、激振力、以及预紧量的单因素对照试验,发现增加芯层金属橡胶制品的密度或预紧量都会使MR-SR复合阻尼结构抵御变形能力增加,导致共振频率和共振放大因子上升,损耗因子下降,并从微观层面对该现象进行解释。由试验中的刚度软化阻尼增强现象和正反向扫频的弯曲跳跃现象可得,MR-SR复合阻尼结构含有变刚度变阻尼特性和高次非线性刚度特性,为设计具有优异阻尼性能的材料及结构提供了有效的指导。

摘要：金属橡胶密封件(MRS)作为一种新型轻质弹性金属结构,可以替代传统聚合物材料密封件在极端环境中使用。但由于MRS结构的复杂与制备工艺的繁琐,MRS结构特性与力学性能无法精确设计而影响了工程应用。针对这一不足,基于计算机仿真技术,对大环径比O形MRS的制备工艺流程进行数值模拟,采用虚拟制备构建可以真实反映MRS宏观力学性能及微观复杂结构的模型,并依据实际工况对MRS不同压缩工况下的模型进行静力学仿真分析,分析压缩率对于密封系统摩擦界面的接触特性及其结构响应的影响,结果表明其接触特性受到压缩工况及包覆层塑性失效的共同作用。以静力学仿真输出的细观接触应力为参量,结合间隙流动模型,对密封件泄漏率进行仿真和计算,分析其泄漏率的影响因素,结果表明在密封件不发生塑性失效的前提下,较大的压缩率可以减少泄漏。研究结果对新型宽温域密封件的参数设计、性能研究与推广应用有一定的指导意义。