高低温环境金属橡胶减振器阻尼性能试验研究
第26卷 第6期2006年12月航 空 材 料 学 报J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LSV ol 26,N o 6D ecember 2006高低温环境金属橡胶减振器阻尼性能试验研究侯军芳,白鸿柏,李冬伟,王尤颜,陶 帅(军械工程学院自行火炮教研室,河北石家庄050003)摘要:针对金属橡胶材料的轴向强非线性特性对原有基于曲线拟合的比阻尼测试方法进行改进,消除拟合误差,从而提高测试精度。
以高温和低温等极端环境下的阻尼减振需求为背景,对设计制作的固支圆盘金属橡胶减振器进行高温和低温环境下的阻尼性能试验研究。
研究结果表明,金属橡胶减振器在低温-70 至高温300 的温度范围内具有良好而稳定的阻尼性能,动态平均刚度随温度升高有所下降,阻尼性能和承载能力对温度的依赖性远小于粘弹性阻尼材料。
关键词:金属橡胶;高低温环境;阻尼测试;减振器中图分类号:TH 113 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2006)06-0050-05收稿日期:2005-10-11;修订日期:2006-02-21基金项目:武器装备重点基金资助项目(6140420)作者简介:侯军芳(1981 ),男,硕士研究生,(E-m a il)hou fj1234@163.co m传统的减振缓冲材料如橡胶材料能够满足一般环境下减振缓冲的需要,因而得到广泛应用。
但其缺点也是显而易见的,在较宽的温域下,橡胶材料的阻尼性能和力学特性不够稳定,承载能力也较低,特别是随环境温度的升高,橡胶的承载能力显著下降,而且橡胶材料的导热性较差,这就使在较宽温域下的减振缓冲问题难以得到很好地解决。
金属橡胶材料正是在不断克服橡胶材料的这些不足的努力中发展起来的一种功能结构材料,由细金属丝经一定工序[1]制成,具有类似橡胶材料那样的空间网状链接结构,当受到载荷作用产生变形时,宏观上呈现类似粘弹性材料的非线性滞迟泛函本构关系,微观上表现为细金属丝缠绕结构之间的滑移、摩擦、挤压和变形,由此耗散大量的振动能量,起到减振缓冲的作用。
由于金属橡胶由螺旋状金属丝制成,不仅有橡胶材料良好的弹性,而且还有金属材料所具有的耐高低温、不易老化等特性,这对解决恶劣环境下的减振缓冲问题具有重要意义。
本工作针对高低温环境下金属橡胶减振器的阻尼性能进行试验研究。
1 固支圆盘金属橡胶减振器结构设计剪切式固支圆盘金属橡胶减振器结构如图1。
圆环形金属橡胶试件3的外沿由四个螺栓5压紧在碗形托盘1和环形压盘4之间,金属橡胶件的中间部位通过螺母6和垫片2压紧在中间拉杆7的左端。
为防止金属橡胶件在变形时被夹具的尖锐棱角损伤,与试件相接触的碗形托盘1、压盘4、拉杆端面和垫片均采用倒角结构。
在试验时,减振器两端通过联结杆与材料试验机上下夹头相连,由上夹头拉动中间拉杆7上下振动,使金属橡胶试件产生剪切变形。
图1 金属橡胶减振器结构示意图F i g .1 S tructural diagra mm atic sketch o fM R damper试验时调整试验机的上下夹头对中,从而使上夹头的位移激励沿轴向传给减振器,试件不受径向力,只受轴向剪切作用产生弯曲变形。
试件变形过程中体积不发生变化,即材料孔隙度基本保持不变,依靠试件形状的变化使其内部螺旋卷丝线之间发生滑移、摩擦和变形,这种变形形式与压缩试件使试件体积变小的变形形式不同[1]。
2 试件及实验设备高/低温试验用的金属橡胶试件如图2,选用牌号为0Cr18N i 9T i 的奥氏体不锈钢丝制成,丝径第6期高低温环境金属橡胶减振器阻尼性能试验研究0 3mm,螺旋卷外径2.25mm,毛坯制取采用编网方式,成型压力0.517t/c m2,成型后厚度11mm,密度2.05g/c m3,采用400 回火处理,以消除试件在冷成型时产生的残余应力。
图2 金属橡胶试件F ig.2 M eta l rubber sa m ple试验系统包括长春试验机厂生产的PLS-20电液伺服动静试验机、温度控制系统和东华DH5936数据采集系统三部分,图3为试验系统原理图。
电液伺服动静试验机由液压伺服系统、主机系统、控制系统几部分组成,最大静载拉压力20kN,最大加载行程 50mm,可实施精确正弦位移加载,最高振动频率40H z。
试验环境温度由温度控制系统实现,它由高低温试验箱、温控盒、液氮瓶和冷却系统组成。
由箱内电阻丝加热控制升温,通过液氮控制降温,温度控制精度为1 。
图3 试验系统原理图F i g.3 Sche m a tic diag ra m of test syste m3 阻尼表征及测试方法国内学者对金属橡胶材料的阻尼耗能及非线性特征进行了深入的研究[2,3],证实金属橡胶材料具有多种阻尼成分和轴向非线性迟滞特性,这就使相位角差法和自由衰减法等基于线性原理的阻尼测试方法受到一定的限制,不能够对其进行准确测定。
目前在工程应用中对于金属屈服耗能器或干摩擦类耗能器等拟粘弹类耗能结构的阻尼性能均采用比阻尼方法进行测定,如美国应用技术协会(ATC)制定的建筑加固规范中,耗能器的有效阻尼采用比阻尼的方法进行规范化。
基于金属橡胶材料的耗能特性,本试验采用比阻尼的方法测量阻尼损耗因子。
对于简谐位移激励,金属橡胶材料的恢复力响应含有高次谐波成分,滞后角不能直接测量,但力和位移形成的迟滞回线体现了材料耗能的根本特征(图4)。
回线包围的面积 W即为材料振动一周损耗的能量,三角形OAB的面积W为最大弹性储能。
如能准确测量迟滞回线包围的面积,就能对材料的阻尼耗能做出定量分析。
图4 力-位移迟滞回线F i g.4 H ysteres i s l oop o f f o rce-disp l ace m ent轴向对金属橡胶减振器施加一正弦位移激励x =x0si n( t),设实测力响应函数为F(t i)=F i,采样频率为f,则在一个振动周期内的采样点数为N= 2 f/ ,即将一个周期离散为N个相位(或时间)间隔,那么实测滞环面积 W可由公式(1)计算:W= F i d x= 2 0F i x0cos( t)d( t)=2 x0NN+1i=1F i co s2 iN(1)损耗因子表示为:= W2 W=WF m x m=tg (2)式中:W为最大弹性储能,x m为位移幅值,F m为对应最大位移的恢复力, 为等效滞后角。
金属橡胶试件在正弦振动过程中的恢复力可能会出现正负力值不对称情况,这是由构件本身性质决定的。
在试件动态刚度计算时采用正负力平均原则求出动态平均刚度:K=F m ax-F m in2x0(3)式中,F m ax为恢复力最大值;F m in为恢复力最小值(负值);x0为位移幅值。
传统的比阻尼测试方法常采用对加、卸载曲线分别进行拟合,利用拟合函数进行积分求得滞环面51航 空 材 料 学 报第26卷积,但由于金属橡胶材料的强非线性,这种方法会引入较大的拟合误差。
从(1)式可看出,本方法中所测迟滞回线面积完全由原始试验数据确定,精度主要取决于积分计算时的截断误差。
由数值计算理论[4]可知,只要取合适的步长,即在一个循环周期内有足够的试验采样数据,滞环面积和损耗因子的计算结果将有足够的精度。
4 高低温阻尼试验及结果分析由于高温和低温环境对金属橡胶试件有不同影响,为避免给试验结果带来不利影响,将高温和低温试验分开进行,用两组金属橡胶试件分别对高温和低温下的阻尼性能进行测试。
4.1 高温阻尼试验高温试验时,将材料试验机和高温控制系统调整好后,按设定的振幅和频率对金属橡胶减振器施加振动,在试验过程中采用东华数据采集系统对力和位移信号进行采样并记录,采样频率1000H z。
首先在室温20 时对减振器施加振动,并测试记录恢复力和位移数据,之后每升高20 测试记录一次,采集数据之前应使温度稳定一段时间,直至300 试验结束,振动过程无停留。
用M atlab对试验数据进行处理,即可绘出试件损耗因子和动态平均刚度随温度的变化曲线(图5)。
图5a和b是在振幅1mm,频率1H z条件下测得的损耗因子、耗能量和动态平均刚度随温度的变化曲线;图5c和d分别为损耗因子和耗能在300 时随振幅和频率的变化曲线。
由于仪器精度和夹具调整误差的影响,所测数据有一定的误差存在,但在5%范围内,影响较小,仍可明显看出试验曲线的总体变化趋势。
图5 高温阻尼试验曲线(a)损耗因子和耗能随温度的变化趋势;(b)动态平均刚度随温度的变化趋势;(c)损耗因子和耗能随振幅的变化趋势;(d)损耗因子和耗能随频率的变化趋势 F i g.5 Curves o f da m p i ng test at h i gh te m pera t ure(a)tendency o f l oss factor and d i ssi pated energy w it h te m pe rature;(b)tendencyo f dynam ic average rig i dity w it h te m perature;(c)tendency of loss fac t o r andd i ssi pated energy w it h amp litude;(d)tendency of loss factor and dissipa ted ene rgyw i th frequency由试验曲线可以看出:(1)温度从室温升高至300 ,金属橡胶试件在振幅1mm,频率1H z的条件下阻尼损耗因子在0.20附近稍有波动,幅度不大于0.02,基本保持稳定,这表明金属橡胶材料的损耗因子 对温度变化不敏感;试件振动一周的摩擦耗能在100 之前变化较小,在100~200 之间随温度升高逐渐减小,到200 ~300 时不再明显下降,出现波动情况。
52第6期高低温环境金属橡胶减振器阻尼性能试验研究(2)温度从室温升高至120 ,平均刚度基本维持室温时的刚度;温度继续升高,平均刚度下降速度明显加快,在200~300 之间出现波动。
(3)在高温300 条件下,金属橡胶材料阻尼损耗因子随频率的增大逐渐减小,随振幅的增大也逐渐减小。
在分析损耗因子随各因素的变化规律时需要说明的是,损耗因子 是一个计算量而非直接测得量。
由损耗因子计算公式可知, 与振动一周的耗能量成正比,而与最大弹性储能成反比。
在位移幅值一定的情况下,金属橡胶材料的摩擦耗能与丝线接触点的正压力和摩擦系数的乘积,即摩擦力有关,而最大弹性储能则与构件的刚度有关,这样就有如下关系式:= W2 W NK(4)式中,N是丝线之间的正压力, 是丝线间的摩擦系数,K为构件平均刚度。
随着温度的升高,不锈钢丝弹性模量及剪切模量将逐渐减小[5],从而导致金属橡胶件的平均刚度K也逐渐减小,在振幅不变的情况下材料的最大弹性储能将减小。
阻尼效果测试实验报告
一、实验目的1. 了解阻尼现象的基本原理。
2. 测试不同材料对阻尼效果的影响。
3. 分析阻尼效果在不同频率下的变化规律。
二、实验原理阻尼现象是指系统在受到外界干扰时，其运动状态逐渐减弱直至停止的现象。
阻尼效果与材料、结构、频率等因素有关。
本实验通过测试不同材料的阻尼效果，探讨阻尼现象的基本规律。
三、实验材料与设备1. 实验材料：橡胶、塑料、木材、金属等。
2. 实验设备：振动台、数据采集器、计算机、频谱分析仪等。
四、实验步骤1. 将实验材料分别安装在振动台上。
2. 通过数据采集器记录不同材料的振动数据。
3. 利用频谱分析仪分析不同频率下的阻尼效果。
4. 比较不同材料在不同频率下的阻尼效果。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）橡胶材料在低频段的阻尼效果较好，高频段阻尼效果较差。
（2）塑料材料在低频段的阻尼效果较差，高频段阻尼效果较好。
（3）木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好。
（4）金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差。
2. 分析（1）橡胶材料具有良好的弹性，能够吸收振动能量，从而降低振动幅度，提高阻尼效果。
（2）塑料材料在低频段阻尼效果较差，可能是因为塑料材料在低频段难以发生弹性变形，无法有效吸收振动能量。
（3）木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好，可能是因为木材具有良好的弹性和一定的密度，能够有效吸收振动能量。
（4）金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差，可能是因为金属材料的弹性较差，难以吸收振动能量。
六、结论1. 阻尼效果与材料、结构、频率等因素有关。
2. 橡胶材料在低频段的阻尼效果较好，塑料材料在低频段的阻尼效果较差，木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好，金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差。
3. 本实验为阻尼效果的研究提供了实验依据，有助于优化材料选择和结构设计。
七、实验展望1. 进一步研究不同材料在不同温度、湿度等环境条件下的阻尼效果。
2. 研究阻尼效果与材料微观结构之间的关系。
科技成果——金属橡胶阻尼减振技术
科技成果——金属橡胶阻尼减振技术成果简介
金属橡胶阻尼减振技术是技术含量很高的关键技术，利用该技术可以制备出不同结构参数和性能特点的金属橡胶隔振器。
金属橡胶隔振器中的弹性阻尼元件是以金属丝为原材料，不含有任何普通橡胶，但经过特殊工艺成型后，阻尼元件却具有普通橡胶一样的弹性，工作中通过弹性元件变形产生的结构阻尼和元件内部金属丝接触点产生的干摩擦实现阻尼减振，具有良好的抗冲击和过临界性能，是高低温、大温差、强辐射及腐蚀环境下普通橡胶隔振器的最佳替代品。
技术指标适用的工作温度-80℃到1000℃，固有频率小于30Hz，阻尼系数可达0.35，承载能力高，范围广，能够承受空间载荷作用。
金属橡胶隔振器的刚度具有非线性，改变其预变形量，可以使隔振器具有良好的过临界性能。
应用领域金属橡胶隔振器适用于各种民品特殊工况下的阻尼减振，在高温、低温、大温差、高真空、强辐射及腐蚀环境下具有优良的阻尼减振性能。
作为我国金属橡胶技术研究领域最具研发实力的团队，与俄罗斯具有联合实验室和良好的合作关系。
主要应用成果
1、2003年，获黑龙江省科学技术二等奖和国防科工委科学技术三等奖各一项；
2、已获中国发明专利和俄罗斯发明专利各1项，实用新型专利5项；
3、已开发研制多种规格尺寸和不同性能特点的金属橡胶隔振器，可供不同工况选用。
高低温环境下金属橡胶材料疲劳特性试验研究
Ｈｏ ｕ ｆｎ ｕ Ｊ ｎａ ｇ
Ｂ ｉＨｏ ｇ ａ ａ ｎ ｂ ｉ
Ｌ ｎ ｗ ｉ ｉＤｏ ｇ ｅ
Ｗ ａ ｇＹｏ ｙ ｎ ｎ ｕ ａ
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（ ｅａｔ ｎ ｏ ｅ －ｒｐｌ ｄＧ ｎ ｒｎｎｅＥ ｇ ｅｒ ｇＣ ｌ ｇ ，Ｓｉａｈ ａｇ ５０ ３ Ｄ ｐｒ ｔ ｆ ｌＰｏｅ ｅ ｕ ，Ｏｄ ａｃ ｎｉ ｅ ｎ ｏｅｅ ｈ ｉ ｕ ｎ ０ ０ ０ ） ｍｅ Ｓ ｆ ｌ ｎ ｉ ｌ ｊｚ
高低温环境疲劳特性试验研 究， 并根据刚度衰退特性提 出了金属橡胶构件的疲劳失效判据 。研 究结果表 明： 金 属橡胶材料的疲劳破坏形式主要是金属丝的断裂破碎和磨损 ， 宏观上表现为试件动态刚度的不断衰减 ， 且在相
同振 幅 下 ， 属 橡胶 试件 的刚度 衰减 速度 随环 境 温度 的降低 而加 快 ， 金 随温度 的升 高而减缓 。在 整 个疲 劳试验过
程中， 试件 损耗 因子 变化 幅度较 小， 阻尼性 能相 对 比较稳 定材 料 ， 高低 温环 境 ，疲 劳特性 ，刚度 衰退 ， 累积损 伤
Ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌＩ ｖ ｓｉａｉｎ ｏ ａｉｕ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉｓｏ ｅａ— ｂ ｅ ｘｅ ｉ ｎａ ｎ ｅ ｔ ｔ ｎ Ｆ ｔ ｅ Ｃ ａａ ｔｒ ｔ ｆＭ ｔｌＲｕ ｂ ｒ ｇ ｏ ｇ ｉ ｃ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｈ ｅ ｄ ｏ ｅ ｕ ｉ ｉ ｒ ｔ ｎ ｉ ｐａ ｅ ｅ ｉｏ ｍｅ ｔ ｓ ｃ ｓ ｈ ｇ ＆ ｌ ｗ ｅ ｓｒ ｃ ｏ ｍｅ ｔｔ ｅ ｎ ｅ ｆ ｒ ｄ ｃｎｇ ｖ ｂ ａ ｉ ｎ ｓ ｃ ｎｖｒ ｎ ｎ ｕ ｈ ａ ｉｈ ｏ ｏ ｔ ｍｐｅ ａｕ ｅ．ｔ ｅ ｒｔｒ ｈ ｃ ａ ｅ ・ｄｇ ｓ ｙ ｅ ｏ ｔ ｌｒ ｂ ｒｓ ｅ ｉ ｎ ｉ ｅ ｉｎ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｉｓｆｔｇ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ・ ｌｍｐ ｄ・ ｅ ｄｉｋ ｔｐ ｆｍｅａ －ｕｂ ｅ ｐ ｃｍｅ ｓｄ ｓｇ ｅ ｎ ｈ ｘ ｅ ｅ － ｉ ｎ ａ ｅ ｅ ｒｈ ｏ ｔ ａｉ ｕ ｈ ｒ ｃ ｅｉ・
新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究共3篇
新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究共3篇新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究1新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究随着城市化进程的不断推进，建筑物的高度和体积不断增加，地震对建筑物的破坏也成为人们极为关注的问题。
在地震中，当地基和建筑物发生相对运动时，会产生巨大的能量和毁灭性的震动波，给建筑物和人民带来极大的伤害和损失。
因此，针对地震的减震技术和装置成为人们研究的热点。
其中，金属阻尼器因其自身具备的良好减震效果被广泛应用，在建筑物结构的地震减振方面起着重要的作用。
不同于传统的铅芯阻尼器，新型金属阻尼器的主要优点在于其具有更高的阻尼比和更广泛的可控性，可以为建筑物结构的地震减振提供更好的解决方案。
本文就对新型金属阻尼器的试验及理论研究进行分析和探讨，以期为建筑物的减震设计提供参考。
一、试验研究试验是新型金属阻尼器研究的核心内容之一，通过对金属阻尼器的试验研究可以获得其具体减振效果和性能指标。
下面我们分别从试验方案、试验装置和试验结果三个方面进行分析。
（一）试验方案实验方案的设计需要考虑到金属阻尼器的结构特点、试验目的和试验要求等因素。
针对新型金属阻尼器，试验方案的设计需要从以下几个方面进行考虑：1.试验材料的选择：试验所选用的金属材料需要具备良好的弹性、延展性和强度等性能，同时还需要考虑到成本和可操作性等因素。
2.试验样本的尺寸和形状：试验样本的尺寸和形状需要与实际使用情况相符合，可以通过模型缩放和现场测量等手段进行确定。
3.力学参数的测定：试验过程中需要测定的力学参数包括阻尼比、刚度、周期等，需要通过适当的装置和测试手段进行测定。
（二）试验装置试验装置需要满足试验方案的要求，并保证试验过程的稳定性、可重复性和数据准确性等因素。
针对新型金属阻尼器，试验装置的设计需要从以下几个方面进行考虑：1.试验台架的设计：试验台架需要保证试验样本的稳定性和可靠性，并且需要与样本的尺寸和形状相适应。
2.载荷装置的设计：载荷装置需要使用高精度的负荷传感器和测量仪器，确保加载过程的平稳和数据的准确性。
金属橡胶技术在转子支承系统中的阻尼减振应用研究
金属橡胶技术在转子支承系统中的阻尼减振应用研究摘要：介绍了金属橡胶材料的阻尼减振性能，重点阐述了金属橡胶技术在转子支承系统中阻尼减振的应用，同时对金属橡胶构件在转子支承系统中应用的未来发展趋势进行了展望。
关键词：金属橡胶；阻尼减振；转子支承系统中图分类号：f767.5 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）17-0059-020 引言金属橡胶材料起源于二十世纪70年代初期的前苏联，是通过将具有一定质量的、拉伸开的、螺旋状的金属丝有序地排放并制成毛坯，然后用冷冲压成型并经热处理而成的新型精细结构材料[1]。
由于其内部有很多孔洞，既呈现类似橡胶材料的弹性和阻尼性能，又保持着金属的优异特性，俗称金属橡胶（metal rubber）。
目前，俄罗斯在这个研究领域处于领先地位，并已经广泛的应用于航空航天等领域[2]。
我国对金属橡胶技术研究虽然仅有十几年的时间，却得到了越来越多的重视，并已经在大型工业设备的减振密封领域和航天航空等领域得到了实际应用。
金属橡胶的制备工艺、相关理论和性能特点等已经开始被广泛研究，本文作者通过分析、总结相关研究文献，重点介绍了金属橡胶在转子支承系统中阻尼减振方面的应用研究。
1 金属橡胶的阻尼减振性能金属橡胶内部呈现出金属丝相互交错勾联形成的空间网状结构，这种类似橡胶的大分子链状形态使他它具有一定的刚度，振动时金属丝之间产生挤压、滑移和干摩擦，又可以耗散大量的振动能量，从而起到阻尼减振的作用[1]。
与橡胶材料不同的是，由于金属橡胶的原材料及制造工艺和橡胶材料存在巨大的差异，二者之间所表现出来的弹性阻尼变化规律也就存在着明显的不同。
由于金属橡胶材料的稳定性和硬度几何特性，保证了其弹性阻尼特性主要受载荷频率和变形幅值的影响，而受环境温度的影响很小。
2 金属橡胶在转子支承系统中的阻尼减振应用由于金属橡胶阻尼减振构件具有阻尼性能好、重量轻、且易制成各种形状、环境适应能力强、可调节刚度等一系列优点，在高速旋转机械中的得到了成功的应[2-4]。
橡胶阻尼式扭转减振器固有频率计算与测试方法的研究
3 橡胶本构模型参数的确定
在橡胶动态黏弹性力学特性的研究中 ，广泛应 用 Kelvin‐Voigt ，M axw ell 、分 数 导 数 等 力 学 模 型［３‐５］ 。 Berg 等［６］ 将 M axw ell 力学模型应用于轨道 车辆橡胶隔振器动态特性计算 ，并取得了良好的效 果 。 湣 stberg 等［７］ 使用分数导数模型对一橡胶隔振
摘要 ：设计了橡胶试片静动态剪切特性实验夹具 ，测试得到了橡胶试片在不同压缩比下的静动态剪切特性 。 建立 了表征橡胶试片静动态剪切特性的 Kelvin‐Voigt 本构模型 、M axwell 本构模型和分数导数本构模型 ，提出了由实验 测得的橡胶试片剪切特性曲线来识别各模型参数的方法 。 给出了基于这 ３ 种本构模型计算橡胶阻尼式扭转减振 器固有频率的方法 ，计算了一扭转减振器固有频率 ，并与测试值进行对比 。 结果表明 ：基于 Kelvin‐Voig t 模型计算 得到的固有频率不随激振振幅的变化而变化 ，不能表征振幅相关性 ，而 M axwell 模型和分数导数模型计算固有频 率能表征振幅相关性 。 大振幅激励时 ，利用 M axwell 模型计算的固有频率与实测值的误差较大 ；在各种激励振幅 下 ，利用分数导数模型可较准确计算出减振器的固有频率 。
矩 、黏弹性扭矩 、摩擦扭矩的叠加 。 其中 Ke 为弹性
扭转刚度 ，K Mv 为黏弹性扭转刚度 ，CMv 为黏性阻
尼 ，T f 为橡胶摩擦扭矩 。 摩擦扭矩由橡胶分子之间
的摩擦产生 ，与频率无关 ，只与橡胶变形量有关［３］ 。
扭转 减 振 器 M axw ell 力 学 模 型 可 简 化 为 刚 度 为
EPDM
７０
８
４０ × ２０
在橡胶试片准静态试验时 ，对橡胶试片的运动 块施加低频稳态简谐位移激励 ，测试工装固定端力 随位移激励的变化关系曲线 。 为了尽量减少黏性力
金属橡胶技术在转子支承系统中的阻尼减振应用研究
中图分类号 ： Ｆ ７ ６ ７ ． ５
文献标识码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ４ ３ １ １ （ ２ ０ １ ３） １ ７ － ０ ０ ５ ９ － ０ ２
０ 引言
阻 尼器 （ Ｒ ＭＲ Ｄ） 并 用于 转 子 支 承 系统 。 实 验 研 究表 明 ， 这
金 属 橡胶材 料 起 源于 二十 世纪 ７ ０年 代 初 期 的 前 苏 种 金 属 橡胶 减 振 阻 尼 器具 有 很 好 的减 振 性 能 ， 甚至超过 了 而 且 有效 地 解决 了非 线 性 问题 。 郭 宝 亭 联， 是 通 过 将 具 有 一 定质 量 的、 拉伸开的、 螺 旋 状 的 金 属 丝 挤压 油 膜 阻 尼 器 ， 通 过 把 环 形 金 属 橡 胶 减 振 器 与 折 叠 式 鼠 笼 弹 支 形 成 有序地排 放并制成毛坯 ， 然 后 用 冷 冲 压 成 型 并 经 热 处 理 而 等人 嗍 这 种 折返 式 鼠 笼 弹 支 主 要来 提供 组 合 弹 支 的 刚 成 的新型精细结构材料＿ ｌ Ｊ 。 由于 其 内部 有 很 多 孔 洞 ， 既 呈 现 组 合 支承 ，
李 大勇 Ｌ Ｉ Ｄａ — ｙ ｏ ｎ ｇ ； 李胜波 Ｌ Ｉ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ － ｂ ｏ ； 林海鹏 ＬＩ Ｎ Ｈａ ｉ － ｐ ｅ ｎ ｇ ； 王宏 ＷＡＮ Ｇ Ｈｏ ｎ ｇ
（ 黑 龙 江 科 技 大 学 机 械 Ｔ程 学 院 ， 哈尔 滨 １ ５ ０ ０ ２ ２ ） （ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｈ ｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ２ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
金属阻尼器的试验研究与应用
金属阻尼器的试验研究与应用摘要：能量耗散是减少建筑结构或构件在地震中损伤和破坏的关键，应用金属阻尼器是耗散地震能量的重要手段之一。
金属阻尼器主要是利用金属进入弹塑性屈服状态产生滞回进行耗能，具有造价低廉，耗能能力稳定的优点。
在重点介绍目前几种被广泛应用的金属阻尼器的基础上，阐述了其工作原理、构造要求和工程应用情况。
其中，对铅挤压阻尼进行了设计和制作，并对其进行了力学性能测试，测试结果显示：铅挤压阻尼器力-位移曲线接近矩形，符合“库伦摩擦”的特点；力-速度曲线接近双“S”形，阻尼器耗能能力较强且性能稳定。
最后，提出今后金属阻尼器的发展方向和需要进一步解决的问题。
关键词：能量耗散；金属阻尼器；弹塑性屈服；滞回特性；工作原理近年来，国内外在工程结构的隔震、减振与振动控制方面进行了大量的研究工作，取得了丰硕的成果。
传统的建筑抗震结构体系是通过提高结构本身的性能，例如加大构件截面尺寸或者采用更高强度的材料来抵御地震作用。
但是，由于人们不能准确地预知将来可能遇到的地震作用的大小及特性，而按传统方法设计的建筑结构又不具备对外荷载进行自我调节的能力，因此，按常规的设防烈度来进行设计，一旦遇到超出设防烈度的强烈地震，建筑结构的安全性将无法得到保障。
文献[1]提出了结构振动控制的概念，即通过在工程结构的特定部位装设某种装置、机构或某种施加外力的设备，改变或调整结构的动力特性，从而合理控制结构在动力荷载作用下的响应（如位移、速度、应变或者加速度等）。
结构控制的提出和发展无疑给现代建筑抗震设计带来了根本性的变化，土木工程振动控制的研究和应用从上世纪开始，至今已有近60多年的历史，各种振动控制的新方法、新形式不断涌现。
由于金属在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性滞回变形过程中能吸收大量能量，因而被用来制造不同类型和构造的耗能减震器。
目前比较常用的包括金属软钢阻尼器、加劲钢板阻尼器、剪切钢板阻尼器、全钢防屈曲支撑和铅挤压阻尼器等。
金属橡胶的刚度特性和阻尼试验研究
金属橡胶的刚度特性和阻尼试验研究卢成壮;李静媛;周邦阳;李毅;赫荣辉;王鹏【摘要】基于金属橡胶内部微元螺旋卷结构,并以弹簧理论建立其力学模型,分析了在螺旋卷之间不同接触(“末接触、滑动、压缩”)形式下的刚度公式并解释载荷作用下刚度曲线不同阶段的特性.基于金属橡胶的非线性对阻尼进行计算,通过试验研究金属橡胶构件的密度、厚度对静态刚度曲线不同阶段的影响,及在不同振幅、频率下比阻尼随密度和厚度的变化规律,为金属橡胶的设计及工程应用有重要的指导意义.%Based on the wire helix structure and the principle of micro helical spring in the metal rubber(MR) cell geometry,a mechanical model was established.The stiffness formula was analyzed under different contacts (non-contact,sliding,compression) of the wire helix.The characteristics of different stages of the stiffness curve under the load were explained.The damping coefficient was calculated by the MR nonlinearity.The effect of density and thickness of metal rubber components on different stages of static stiffness curve was studied by experiments,and the damping coefficient was discussed under different amplitude and frequency.The experiment study can provide a reference to the design of metal rubber and its applications in engineering.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2017(036)008【总页数】6页(P203-208)【关键词】金属橡胶;刚度模型;比阻尼;密度;厚度【作者】卢成壮;李静媛;周邦阳;李毅;赫荣辉;王鹏【作者单位】北京科技大学材料学院,北京100083;北京科技大学材料学院,北京100083;北京科技大学材料学院,北京100083;中国核动力研究设计院,成都610213;中国核动力研究设计院,成都610213;一汽技术中心,长春130011【正文语种】中文【中图分类】TB535;O328金属橡胶材料是将金属丝卷成螺旋形，经过编织，加压成型，并后期处理而成的金属材料。
金属橡胶用于航空发动机外部管路减振的实验研究
研究，对于提高导警的安全可靠性，保证发动机和飞机的使用安全．具有非常重要的意义．
蕾路受到的激擐主要来自转子，通过机匣一卡箍作用于警路。其他振源来自嗓声及警、泵、阍内
流体脉动和气动激励ｔ＇２Ｄ１。如果采取适当的减振措施，就能有效的减小管路的振动。目前发动机管路
卡箍大部分为不锈钢和铝．强度虽高．但阻尼太小，不利于隔撮．在这种情况下，加阻尼村套。就能
１卡麓２－金■橡胶衬垫
３—导管４—紧固蠕栓－底座
圈１
一３９７—
圈２瞥路减振实验裴暨圈
３．实验过程及结果
本文分别对金■橡胶．塑料衬垫及不加减撮衬垫的导警的振动情况进行了研究·对用金属橡胶剧 于发动机外部瞥路壤摄做了韧步研究．其中实验一采用警通的铝制卡箍．实验二为白色的塑料衬垫· 宴ｔ三至六为不同丝径厦覃度的金属板胶村垫．各实砬的材料及有关参数如衰ｌ所示ａ
在愕Ｂ性平台上．由两个加速度传感嚣抬摄，其位置分捌位
于导蕾的中部和卡箍上．在整个实验过程中．这两个加速
度传瘟墨的位置始终不变．实验采用激擐器激威夹具．激 摄器为Ｊｚ．＿５型激振嚣，激励方式为正弦擞威．将传感嚣 的信号经电荷放大嚣接入计算机ＤＡＳＰ分析软件可实时观 舅实验效果．实验装置及原理如图２所示．
４。卑—奠．●■●Ｉｌ一盘—●胶■■■阻尼性●ｌ的赛■研究．航空动力簟报．１９９８，１３（‘）：∞和罐８
５，壬■．来捧辊．环形盘■●驶■■■．航空动力学报．１９９７。１２（２）：ｌ●３＿－ｌ螗
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◆考文献
１． 事勇．囊空冀动机外部ｆ路的羹动．申置航空学会一七一以空发动机■掏■度量功专业擎术叠证论立橐．１９Ｈｔ
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