橡胶隔振器弹性特性分析及结构优化
隔振器的优势
隔振器分为不同的种类和型号,主要应用于各类工业领域的设备主机、辅机、各种动力机械和仪器,用来降低振动对机器的影响,起到减少振动、噪音和防止冲击的作用,当然不同类型的隔振器的优点是不尽相同的。
比方说:
一、金属橡胶隔振器
因为金属橡胶构件以金属丝为原材料,不含有任何天然橡胶,但却具有天然橡胶一样的弹性和多孔性,特别适合于解决高低温、大温差、高压、高真空、强辐射、剧烈振动及腐蚀等环境下的阻尼减振。
其内部呈网状,类似天然橡胶的大分子结构,在交变的应力应变的作用下能耗散大量的振动能量,在共振区内阻尼显菩增大,能有效抑制共振峰值,在隔振区内阻尼迅速减小,因而具有优良的阻尼减振特性,阻尼比达0.2~0.3。
二、弹簧隔振器
是最常用的一种钢制隔振器,有螺旋形、碟形、环形和板形等形式。
它的优点是静态压缩量大,固有频率低,低频隔振性能好;能耐受
油、水等侵蚀,温度变化不影响性能;不会老化,不发生蠕变。
三、干摩擦隔振器
四、橡胶隔振器
橡胶隔振器使用广泛,因为由橡胶制成,所以可用于受切、受压或切压的情况,很少用于受拉的情况。
其优点是可以做成各种形状和不同劲度。
其内部阻尼作用比钢弹簧大,并可隔低至10赫左右的激发频率。
五、气垫隔振器
一般由橡胶制件充气而成,振动的频率特别低时,它的隔振效果比钢弹簧更佳。
固有频率可低至0.1~5赫。
它在共振时阻尼;高,而在高频时则阻尼小。
缺点是价格昂贵,负载有限,并须经常检查。
气垫隔振器分单向作用和双向作用两种。
橡胶振动隔离垫的结构优化和减振效果测试
橡胶振动隔离垫的结构优化和减振效果测试橡胶振动隔离垫是一种常用的减振装置,在工程领域中起到了重要的作用。
它通过橡胶材料的弹性特性,将机械设备与地面之间的振动传递降低,有效减少了振动对设备和结构的损伤。
本文将围绕橡胶振动隔离垫的结构优化和减振效果测试展开探讨。
首先,我们需要明确橡胶振动隔离垫的结构优化的重要性。
结构优化可以提高振动隔离垫的性能和效果。
首先,我们可以通过优化橡胶垫的厚度、形状和材料等参数来提高其减振能力。
一般来说,增加橡胶垫的厚度可以提高其弹性,从而增加减振效果。
此外,根据实际情况可以选择合适的形状和材料,以满足不同场景下的振动隔离要求。
其次,结构优化还包括橡胶垫的布置方式和数量。
合理的布置方式和数量可以提高整个系统的减振效果,减少振动传递。
为了验证橡胶振动隔离垫的减振效果,我们需要进行相应的测试。
减振效果测试是评估橡胶振动隔离垫性能的重要手段。
常用的测试方法包括频率响应测试、振幅衰减测试和冲击响应测试等。
频率响应测试可以测量橡胶振动隔离垫在频率变化时的减振效果,进而得出其频率响应特性。
振幅衰减测试可以测量振动传递时的能量损耗,评估橡胶振动隔离垫的减振性能。
冲击响应测试则是通过模拟冲击负载,测量橡胶振动隔离垫的能量吸收能力和响应特性。
当然,为了更好地优化橡胶振动隔离垫的结构,我们还可以利用计算机辅助设计软件进行模拟分析。
通过建立橡胶振动隔离垫的有限元模型,可以模拟不同工况下的振动传递特性,评估不同参数对减振效果的影响,并进行参数优化。
有限元模拟可以提供更加直观和准确的结构分析结果,为优化设计提供科学依据。
除了结构优化和减振效果测试,我们还应该关注橡胶振动隔离垫的使用寿命和可靠性。
随着时间的推移和振动的作用,橡胶材料会发生老化和劣化,从而影响振动隔离垫的性能。
因此,定期检测和维护是必要的。
同时,考虑到不同工况下的使用要求,可以选择耐热、耐寒、耐油等特殊材料来提高橡胶振动隔离垫的使用寿命和可靠性。
发动机橡胶隔振器动特性分析
Ch a r a c t e r i s t i c s An a l y s i s o f En g i n e Ru b b e r Vi b r a t i o n I s o l a t o r
要: 发动机橡胶 隔振器的动 态特性对 隔振性能好坏具有重要影响。目前 国内企业对发动机 隔振器的动特性分析大 多
采用制造样机、 反复测试的方法, 而样机的制造和测试 实 施 需要耗 费大量的人力和时间。 针对这一现状 , 运用非缌 胜 有限
元方法通过 A B A Q U S成功分析 了发动机橡胶 隔振 器的动态刚度特性 , 并在 AB A Q U S有限元分析平 台的基础上进行二次 开发 , 开发 出了衬套式橡胶隔振 器动 态刚度计算 系统 , 此 系统解决 了橡胶 隔振器设计过程 中须反复做 高成本 长周期的试 验的 问题 , 通过有限元计算节约了研发成本缩短 了研发周期。
YU T i a n - c h a o ,S UN Yo n g - h o u ,L I U F u - y u n
( S c h o o l o f Me c h a n i c a l &E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ,G u i l i n U n i v e r s i t y o f E l e c t r o n i c a n d T e c h n o l o g y ,G u a n g x i G u i l i n 5 4 1 0 0 4 ,
橡胶隔振器动态特性计算与建模方法的研究的开题报告
橡胶隔振器动态特性计算与建模方法的研究的开题报告
一、选题背景和意义
隔振器广泛应用于各种工程领域,如建筑结构、机械工程、汽车工程等。
其中,橡胶隔振器因其结构简单、材料良好、工作效果显著等特点被广泛使用。
然而,为了
确保橡胶隔振器的有效性,需要对其动态特性进行计算和建模研究,以便制定最佳结
构设计和工作参数。
因此,本研究旨在探究橡胶隔振器的动态特性计算和建模方法,
为优化橡胶隔振器的设计和使用提供参考。
二、研究目标和内容
本研究的目标是探究橡胶隔振器的动态特性计算和建模方法,并确定最优化的
结构设计和工作参数。
具体研究内容包括以下方面:
1、系统论述橡胶隔振器的工作原理及其应用领域;
2、分析橡胶隔振器的结构特点,建立模型;
3、对橡胶隔振器的动态特性进行计算和建模;
4、通过模拟和实验验证所建立的模型的准确性和可靠性;
5、根据研究结果,制定最优化的橡胶隔振器结构设计和工作参数方案;
6、撰写研究报告和论文。
三、研究方法和技术路线
本研究采用文献研究、数值分析、实验研究等多种研究方法。
具体技术路线如下:
四、研究预期成果
本研究预计获得以下成果:
1、掌握橡胶隔振器的工作原理及其应用领域;
2、建立橡胶隔振器的动态特性计算和建模方法;
3、验证所建立的模型的准确性和可靠性;
4、提出最优化的橡胶隔振器结构设计和工作参数方案;
5、发表相关论文和研究报告,提高学术水平和科研能力。
橡胶隔振器的特点
隔振器在工业生产中的应用非常多,比方说可以用于航空航天、弹船星舰、国防武器装备、石油化工及汽车工业等各种领域,橡胶隔振器的应用也是非常广泛,因为其特点很明显:
一、方便现场拆卸、更换隔振器零部件
总体来说橡胶隔振器具有足够的内阻尼,适用于静态位移小而动态位移虽短暂但很大的情况,并且可以做成各种形状,以适应空间的要求。
并且现场安装、更换以及拆卸都比较方便,因此橡胶隔振器成为成为了比较大众的选择。
二、结构紧凑、体积小、重量轻。
三、全环境适应性好,存储时间长,使用寿命长,耐高低温范围较大(-80℃--100℃),耐盐雾、霉菌、潮湿、臭氧、油脂、真空、日照、核辐射、尘埃以及各种有机溶剂腐蚀。
四、变刚度特性
橡胶隔振器的载荷与变形关系呈现非线性,即出现刚度渐软效果,会降低系统空间个方向的“固有频率”。
使隔振器随着外激励量级的
增加,“固有频率”减小,因此具有良好的隔振效果。
五、变阻尼特性
在共振区内阻尼显著增大,能有效抑制共振峰值,在隔振区内阻尼迅速减小,因而具有优良的阻尼减振特性。
六、低蠕变,避免引起导线、导管因冲击而扯断、开裂,以及设备下沉、倾斜而导致的刚性碰撞。
无自激振荡现象。
总之,橡胶隔振器普遍适用于航空航天、弹船星舰、国防武器装备、石油化工及汽车工业等各种领域,具有耐高低温、大温差、高真空、强辐射及腐蚀环境;承载能力高,耐疲劳,无老化现象,使用寿命和储存时间长。
橡胶振动减震件的设计与优化
橡胶振动减震件的设计与优化一、引言橡胶振动减震件是一种广泛应用于工业设备中的振动减震装置,在某些需要较好的减震效果的场合,尤其是表现在振动频率范围较宽、荷载变化较大的工况下,橡胶振动减震件凭借其较高的能量吸收能力和可塑性被广泛采用。
本文旨在探讨橡胶振动减震件的设计和优化,帮助工程师们更好地理解振动减震装置的机理,并提出一些设计和优化建议,以实现更好的减震效果。
二、橡胶振动减震件的机理橡胶振动减震件是由橡胶材料和金属材料组成的复合材料,其减震机理可以归纳为以下几点。
1、降低共振频率橡胶材料具有较为柔软的弹性特性,可以降低设备的共振频率,从而有效地减缓设备振动幅度,防止共振破坏。
2、吸收振动能量橡胶材料可以将振动能量转化为内能,从而吸收振动能量,减缓设备振动。
3、消除冲击橡胶材料有良好的阻尼特性,可以消除设备的冲击,避免冲击对设备造成损伤。
4、缓解振动干扰橡胶材料还可以缓解设备产生的振动干扰,保护其他设备不受振动影响。
三、橡胶振动减震件的设计与优化橡胶振动减震件的设计需要考虑以下几个方面。
1、材料选择橡胶振动减震件的材料选择是一个关键性问题。
一般选用的橡胶材料有天然橡胶、合成橡胶、丁腈橡胶等。
同时,还要考虑金属材料的选择,如碳钢、铝合金等。
2、尺寸选择橡胶振动减震件的尺寸选择也是一个比较重要的问题。
一般需要根据设备的质量、振动频率、振幅和工作环境等参数进行合理的设计,以确保减震效果较好。
3、形状设计橡胶振动减震件的形状设计也是一个比较重要的问题。
其设计需要考虑到多个方面,如橡胶减震元件的外形、橡胶硬度、橡胶内空隙等因素。
4、安装方式橡胶振动减震件的安装方式也是一个比较重要的问题。
其安装方式需要考虑到设备的操作要求以及橡胶振动减震件的负载能力,以确保设备能够正常运行。
四、橡胶振动减震件的优化橡胶振动减震件的优化主要是针对其材料、形状和尺寸等方面进行的。
1、材料的优化在选择橡胶材料时,可以考虑采用新型智能材料或高性能阻尼材料等,以提高减震效果。
橡胶隔振器的系统模拟与优化
橡胶隔振器的系统模拟与优化随着工业的发展和设备的复杂化,对于减震和隔振的需求越来越高。
橡胶隔振器作为一种重要的隔振材料,在工业生产中得到了广泛的应用。
本文将介绍橡胶隔振器的系统模拟与优化方法,以提高设备的工作效率和稳定性。
在开始介绍橡胶隔振器的系统模拟与优化之前,我们先来了解一下橡胶隔振器的基本原理。
橡胶隔振器是由橡胶材料制成,其内部具有密度不均匀的结构,具有较好的减震和隔振效果。
其工作原理是利用橡胶的弹性和吸振性能,将外来的振动能量转化成热能。
系统模拟是一种将实际工程问题转化为数学模型,并利用计算机软件模拟系统运行情况的方法。
在橡胶隔振器的系统模拟中,我们需要考虑橡胶材料的物性参数、外来振动的频率和振幅等因素。
通过建立合适的模型,并设置不同参数的数值,我们可以模拟出橡胶隔振器在不同工况下的工作效果。
在进行橡胶隔振器的系统模拟之前,我们首先需要选择合适的数学模型来描述橡胶的弹性和吸振性能。
常用的模型包括线性弹性模型、非线性弹性模型和粘弹性模型等。
而选择合适的数学模型需要考虑橡胶材料的性质和实际工作条件。
例如,在高频振动环境下,线性模型可以较好地描述橡胶的弹性性能;而在低频振动和大变形情况下,非线性模型和粘弹性模型则需要被考虑。
在橡胶隔振器的系统模拟中,我们还需要考虑不同外力激励和工作条件对系统响应的影响。
通过设定外力的频率、振幅和方向,我们可以模拟出橡胶隔振器在不同工况下的振动响应。
通过对振动响应进行分析,我们可以评估橡胶隔振器的隔振效果,并选择合适的设计参数进行优化。
橡胶隔振器的系统模拟与优化的目标是提高设备的减震和隔振效果。
在进行优化时,我们需要考虑橡胶材料的硬度、厚度和形状等设计参数的影响。
通过调整这些参数,我们可以优化橡胶隔振器的刚度和阻尼特性,从而增加其减震和隔振效果。
除了设计参数的优化之外,材料的选择也是系统优化的一个重要方面。
不同材料的性质不同,对振动的吸收和传导能力也不同。
通过选择合适的橡胶材料,我们可以进一步提高橡胶隔振器的工作效果。
橡胶减震原理
橡胶减震原理橡胶减震是一种常用于工程和建筑领域的减震方法,通过橡胶材料的特性来降低结构或设备在地震、风荷载或其他外力作用下的振动幅度。
本文将介绍橡胶减震原理及其应用。
橡胶材料的特性橡胶是一种具有高弹性和可变形能力的弹性材料,具有以下几个主要特性:1.高度可变形:橡胶具有极高的伸缩变形能力,它能够在受力时进行变形,吸收和分散能量,从而减小结构或设备的振动幅度。
2.高粘弹性:橡胶具有被动的粘性行为,在受力时能够产生粘滞效应,使能量转化为热能,减少振动造成的损耗。
3.耐久性:橡胶具有较长的使用寿命和稳定的性能,对环境和温度的变化具有较好的适应性。
由于这些特性,橡胶成为一种理想的减震材料,能够有效地减小结构或设备在外力作用下的振动。
橡胶减震器的结构橡胶减震器通常由一个或多个橡胶垫片组成,垫片通常呈圆形、方形或矩形。
垫片的底部和顶部通常由金属板材组成,以提供与结构或设备的接触。
垫片中通常包含有压缩变形的空间,当受到外力时,橡胶垫片能够压缩或拉伸,吸收和分散能量,从而减少振动的传递。
除了单个垫片的减震器外,还有一些复合结构的减震器,如橡胶隔震支座和橡胶隔振器。
橡胶隔震支座通常由若干个橡胶垫片和金属嵌板组成,用于支撑和减震桥梁、建筑物等结构。
橡胶隔振器通常由若干个橡胶弹簧组成,用于隔振机械设备和电子设备。
橡胶减震原理橡胶减震器的减震效果主要通过以下几个方面实现:1.形变能量吸收:当外力作用于橡胶垫片时,垫片会发生压缩或拉伸变形,将能量转化为弹性形变能,从而减小结构或设备的振动幅度。
2.能量消耗和分散:橡胶材料具有粘弹性特点,可以吸收并消耗能量,将部分能量转化为热能,从而减少能量在结构或设备中的传递,降低振动幅度。
3.频率分离:橡胶减震器具有不同的刚度和阻尼特性,可以分离不同频率的振动,将高频振动转化为热能,减少对结构或设备的影响。
4.震级适应性:橡胶减震器能够根据外力的大小和方向自动调整减震效果,具有较好的适应性和可塑性。
一种橡胶隔振器的设计方法
一种橡胶隔振器的设计方法在很多机械设备中,噪音和振动是一个很大的问题。
为了降低振动和噪音对设备和用户的负面影响,工程师通常会设计橡胶隔振器来减少这些现象。
接下来本篇文章将会详细介绍橡胶隔振器的设计方法。
首先,橡胶隔振器设计的第一步是确定需要隔振的对象的重量以及振动的振幅和频率。
因为橡胶隔振器的主要作用是减少振动,因此准确的测量这些参数至关重要。
在实际情况下,重量和振动情况的不同会导致隔振器的设计不同。
第二步,选择适当的橡胶材料。
在设计隔振器时,选用适当的橡胶材料很重要。
通常使用天然橡胶和合成橡胶来制作隔振器,这两种材料可以根据需要进行调节硬度。
第三步,确定隔振器应有的阻尼比。
阻尼比是隔振器在减少振动的能力和维持稳定性之间的平衡点。
在选择阻尼比时,需要确定隔振器的应用场景以及可接受的振动水平。
第四步,设计隔振器的稳定性。
稳定性是隔振器的另一个重要指标。
隔振器的稳定性决定了它能否在不同环境中正常工作。
例如,当橡胶隔振器安装在一个有较强的震动环境中时,如果隔离器的稳定性不足,则隔离器可能发生位移或脱落。
第五步,设计隔振器的结构。
隔振器的结构是根据所需要隔离的对象的形状和外部环境的要求来设计的。
在设计结构时,应注意保持隔离器的弹性,可以根据实际情况来设计等间隔垫块、盘形隔振器等隔振结构来达到减振隔振的目的。
在保持隔振器弹性的同时,还应该关注隔振器与其他部件的连接方式,特别是铆钉和螺丝连接的方式,这可以使隔振器更加牢固,并防止出现“失血”现象。
在橡胶隔振器的设计中还有一些其他的考虑因素,例如隔振器的预压和安装方式等。
为了确保隔振器能够正常工作并达到预期效果,工程师需要对隔振器进行全面的测试和验证,以发现可能存在的问题及时解决。
数据分析是将数据转化为有意义的信息和洞察力的过程。
在业务场景中,数据分析对于决策和策略制定有着重要的作用。
通过对数据进行收集和分析,可以推断出关键性的信息,了解产品或服务的存在的问题并尝试解决。
橡胶隔振器动态特性计算与建模方法的研究
橡胶隔振器动态特性计算与建模方法的研究一、本文概述随着现代工业的发展,振动和噪声问题日益突出,而橡胶隔振器作为一种重要的减振元件,广泛应用于各种机械设备中。
橡胶隔振器的动态特性对于设备的振动控制和噪声抑制具有关键作用。
因此,对橡胶隔振器的动态特性进行准确计算和建模具有重要的理论价值和实践意义。
本文旨在研究橡胶隔振器的动态特性计算与建模方法。
通过对橡胶材料的力学性能和隔振原理的深入分析,建立橡胶隔振器的动力学模型。
在此基础上,采用数值计算和实验验证相结合的方法,研究橡胶隔振器在不同激励条件下的动态响应特性。
本文的研究内容主要包括:橡胶材料的力学特性分析、橡胶隔振器的动力学建模、动态特性计算方法的研究、实验验证及结果分析等。
通过本文的研究,旨在提出一种准确、高效的橡胶隔振器动态特性计算方法,为工程应用提供理论支持和技术指导。
本文的研究方法和结果不仅有助于深入理解橡胶隔振器的动态特性,还可以为相关领域的科研工作者和工程师提供有益的参考和借鉴。
本文的研究成果对于提高机械设备的振动控制和噪声抑制能力,推动相关领域的科技进步具有积极意义。
二、橡胶隔振器的基本理论橡胶隔振器是一种广泛应用于各种机械和设备中的减振元件,其基础理论主要涉及到材料力学、振动理论以及非线性动力学等领域。
橡胶作为一种高分子弹性材料,具有独特的粘弹性和非线性特性,这些特性使得橡胶隔振器在承受动态载荷时,能够表现出良好的隔振效果。
橡胶隔振器的减振原理主要基于材料的弹性变形。
在受到外部振动时,橡胶隔振器能够吸收并转化振动能量,通过其内部的弹性变形来减小传递到基础的振动。
这种弹性变形在橡胶隔振器的工作范围内是可逆的,因此橡胶隔振器可以承受多次循环载荷而不发生永久变形。
橡胶隔振器的动态特性受到多种因素的影响,包括材料的物理特性(如弹性模量、泊松比等)、几何尺寸(如厚度、直径等)以及外部激励的频率和幅值等。
这些因素共同决定了橡胶隔振器的刚度、阻尼以及动态响应等特性。
橡胶隔振器设计
橡胶隔振器设计
E
丁晴
天然
丁晴
G
天然
弹性模量与硬度的关系 温度影响系数曲线
弹性模量 E ,G ,105
N /m 2 硬度值 H
t,℃λ
t
注:1、静刚度设计中,有三个独立尺寸,可根据具体安装情况,先假设两个尺寸,求出第三尺寸,然后用设计准则进行验算,若不满足设计准则,应重新假定尺寸,再进行计算,直至满足设计准则中的条件为止。
2、表中的E、G为橡胶材料的静态弹性模量,可按表橡胶材料的主要性能参数中给出的范围或弹性模量与硬度的关系图选定,计算所得刚度为静刚度,乘以动静比d即为隔振器动刚度。
3、表中计算的刚度为15℃情况下的刚度,当环境温度偏差大时,应用温度影响系数修正。
3、橡胶隔振器设计要点
⑴应根据使用环境和条件,选用合适的橡胶。
⑵注意橡胶与金属的粘接强度,避免粘接面处的应力集中。
⑶对于剪切变形隔振器,为了提高寿命,通常在垂直剪切方向给予适当预压缩,压缩方向刚度变硬,剪切方向硬度变软。
⑷隔振器应避免长期在受拉状态工作。
⑸由于有阻尼就要消耗能量,这部分损失的能量转换成热能,而橡胶是热的不良导体,为防止温升过高影响橡胶隔振性能,第一,橡胶隔振器不宜做得过大,其次,从结构上应采取易于散热的措施,或选用生热较少的天然橡胶。
正因橡胶隔振器能将部分能量转换成热能,降低了振动能量,达到减振目的,所以,常将橡胶隔振器称作减振器。
橡胶隔振器动态特性的本构研究
S u n dy a i h r c e itc fr be s l t r t dy o n m c c a a t r si so ub r io a o L N O I S ng,ZHANG n,SU L i Ku N e ,WANG n,L U ita Xu I L —i o,L i n y n I T a — o g
h se e i o p y t r ss lo
隔振器 通常是 起支撑 作 用 的弹 性 元件 与 阻尼 元件
的适 当组合 , 而具 有 一 定 的 刚 度 和 阻尼 - 。作 为 减 因 - 振 降噪系统 的关 键 部 件 , 隔振 器 的动 态力 学 行 为直 接
比较分 析 , 明该 模 型 能较 好 地 描 述 该 隔 振 器 的 动 态 表
摘 要 :以 F 一 ~ 0 S 2 8 橡胶隔振器为研究对象, 进行 了动态特性的试验研究和本构研究。试验研究得到了隔振器
力 一位移迟滞曲线。采用 M—T本构模 型对 隔振器进行 了本构行为研究 , R 考虑 了频率 、 动态位移 幅值 的影响 , 过与实验 通
结 果 的 比较 分 析 , 明 该模 型 能 较好 地描 述 该 隔振 器 的动 态 本 构 行 为 。基 于 M—T模 型 , 析 得 到 了动 刚 度 、 态 阻 尼 与 表 R 分 动 幅值 、 频率 之 间 的关 系 , 明 隔振 器 在 低 幅 值 下 动 态 特 性具 有非 线 性 。 说 关 键 词 :橡 胶 隔振 器 ; 频率 ; 态 位 移 幅 值 ; 构 行 为 ; 一位 移 迟 滞 曲线 动 本 力 中图 分 类 号 :T 5 3 B 3 文 献标 识 码 :A
本构 行 为 。基于 M. T模 型 , 析 得 到 了动 刚度 、 态 R 分 动
橡胶隔振器产品特点
橡胶隔振器优势比较明显,比方说因为采用的是天然橡胶,所以拉力比较大,而变化较小,且延伸率比较长,价格还相对划算,因此种类和实际应用很多。
通常来说橡胶隔振器所承受的产品载荷范围广,工作寿命长,使用安全可靠。
上下座外表有防滑橡胶垫,对于扰力小,重点低的设备可直接将减震器放置于设备减振台座下,勿需固定,减震器上座配有螺栓与设备固定。
钟型减震器下座分别设有螺栓与地基螺栓孔,可以下固定。
我们可根据不同的需要和场合进行选择合适的隔振器。
减震橡胶产品参数
一般来说,橡胶减震器拥有下面的产品优点:
一、代替金属弹簧起到消振,吸振作用。
其主要的性能要求在静刚度、动刚度、耐久性能上(橡胶减震与金属弹簧相比较)。
1、橡胶是由多种材料相组合而成, 同一种形状通过材料调整可以拥有不同的性能。
2、橡胶内部分子之间的摩擦使它拥有一定的阻尼性能,即运动的滞后性( 受力过程中橡胶的变形滞后于橡胶的应力)。
3、橡胶在压缩、剪切、拉伸过程中都会产生不同的弹性系数。
采用垫片螺杆一体与天然橡胶通过高压将二者融合一体,橡胶配方耐候性好,通过扭曲,拉伸,疲劳各方面的测试,有效增加使用寿命,防震效果好。
二、顶部、底部均采用防滑耐磨橡胶以及固定螺栓,安全性能大大提高,安装方便。
三、能够有效隔离各类卧式、立式水泵、风机、空调机组、发电机组、柴油机组、管道、等动力设备的振动,并保护及延长其使用寿命。
在工业生产以及人们的生活中扮演了非常重要的角色。
橡胶隔振器的性能特点
橡胶隔震器几乎是基础的减震器件,因此应用相当广泛,比方说航空,各种设备,建筑工程,各类交通运输工具,桥梁等等,充分利用了橡胶隔振器的如下特性:
1、橡胶为不可压缩性材料(泊松比为0.5 );
2、橡胶形状可以自由选择,硬度可以通过配方设计加以调整,可以满足不同方向的刚度和强度的要求。
3、质量小,安装和拆卸方便;
4、内部摩擦大,减震效果好,有利于越过共振区,衰减高频振动和噪声;
5、橡胶具有高弹性和黏弹性;
6、与钢铁材质相比,橡胶的弹性变形很大,弹性模量很小;
7、可以自由确定形状,通过调整橡胶配方组分来控制硬度,可满足对各个方向刚度和强度的要求;
8、应力- 应变曲线为椭圆形滞后线,其面积等于各个震动周期转变为热量的振能(阻尼),可通过配方设计调整之;
9、弹性模量比金属小得多,可产生较大弹性形变;
10、没有滑动部分,易于保养;
11、橡胶的冲击刚度大于动刚度,动刚度又大于静刚度,有利于减少冲击变形和动态变形;
12、冲击刚度高于静刚度和动刚度, 有利于冲击变形;
总之基于橡胶隔振器的优越性能,才会广泛应用,其产品主要有橡胶隔振器以及金属橡胶隔振器,而橡胶隔振器的优点是具有持久的高弹性,有良好的隔振、隔冲击和隔声性能;造型和压制方便,能满足刚度和强度的要求;具有一定的阻尼性能,可以吸收机械能量,对高频振动量的吸收尤为突出;由于橡胶材料和金属表面间能牢固的黏结,因此不但易于制造安装,而且还可以利用多层叠加减小刚度,改变其频率范围,价格低廉。
橡胶减震器原理
橡胶减震器原理橡胶减震器是一种常见的机械减震装置,广泛应用于工业设备、建筑结构以及交通工具等领域。
它的原理是利用橡胶的弹性特性来吸收和减少外部震动的传递,从而降低设备或结构的振动和噪声。
橡胶减震器的结构相对简单,通常由橡胶材料制成。
它通常包括橡胶垫片、金属垫片和金属螺栓等组成。
橡胶垫片是减震器的核心部件,它具有良好的弹性和耐磨性。
金属垫片则起到连接和固定的作用,而金属螺栓则用于调节减震器的紧固力。
橡胶减震器的工作原理是基于橡胶材料的弹性变形能力。
当外部震动作用于设备或结构时,橡胶减震器会受到一定的压缩变形。
橡胶材料具有良好的弹性恢复能力,所以当外力消失时,橡胶减震器会迅速恢复原状。
橡胶减震器的原理可以通过以下几个方面来解释:1. 弹性变形:橡胶减震器在受到外部振动作用时,橡胶材料会发生弹性变形。
这种变形可以吸收和储存外部能量,从而减少振动的传递。
2. 能量耗散:橡胶材料具有内部摩擦和阻尼效应。
当外力作用在橡胶减震器上时,橡胶材料内部会产生摩擦和能量耗散,从而减少振动的幅度和能量。
3. 隔振效果:橡胶减震器的弹性特性可以将外部振动传递到橡胶材料内部,阻止振动向其他设备或结构传播。
通过隔振作用,可以有效降低噪声和振动对周围环境的影响。
橡胶减震器的应用非常广泛。
在工业设备中,橡胶减震器可以用于减少机械设备的振动和噪声,提高设备的稳定性和工作效率。
在建筑结构中,橡胶减震器可以用于降低地震或风力引起的振动,增加建筑物的安全性。
在交通工具中,橡胶减震器可以用于减少汽车或列车行驶过程中的震动和颠簸,提升乘坐舒适度。
总的来说,橡胶减震器通过利用橡胶材料的弹性特性,吸收和减少外部振动的传递,从而降低设备或结构的振动和噪声。
它的工作原理简单但有效,广泛应用于各个领域。
橡胶减震器的发展和应用,不仅提高了机械设备的性能和可靠性,也改善了人们的生活和工作环境。
橡胶隔振器的阻尼特性分析和优化设计
橡胶隔振器的阻尼特性分析和优化设计橡胶隔振器作为一种常用的隔振装置,在许多工程领域中起到了重要的作用。
其主要目的是通过利用橡胶材料的弹性和耐久性来减少振动和噪音传递,从而保护设备和结构的完整性和稳定性。
本文将对橡胶隔振器的阻尼特性进行分析,并提出优化设计的方法。
1. 橡胶隔振器的工作原理橡胶隔振器主要通过橡胶材料的弹性来减震,其工作原理可以简单概括为“弹性减振”。
当外部振动作用于橡胶隔振器时,橡胶材料会受到力的作用而产生变形。
由于橡胶材料的弹性特性,它可以吸收和储存能量。
当外部振动停止或减小时,橡胶材料会释放储存的能量,从而减少振动的传递。
2. 阻尼特性分析阻尼特性是衡量橡胶隔振器减振效果的重要指标之一。
它描述了橡胶隔振器对振动的吸收和耗散能力。
一般来说,存在两种阻尼方式:粘性阻尼和干摩擦阻尼。
2.1 粘性阻尼粘性阻尼是橡胶隔振器材料内部分子间的内摩擦所引起的,它是与振动速度成正比的阻尼力。
对于橡胶材料而言,其粘性阻尼通常较小,主要是弹性阻尼起主导作用。
粘性阻尼的大小可以通过阻尼比来衡量。
阻尼比的定义为阻尼力与临界阻尼力之比。
较大的阻尼比意味着较大的粘性阻尼,从而可以提供更好的振动控制效果。
2.2 干摩擦阻尼干摩擦阻尼是指橡胶材料表面与接触体之间发生的相对滑动所产生的阻尼力。
这种阻尼力主要与橡胶材料表面的摩擦系数和接触体之间的压力相关。
干摩擦阻尼相对于粘性阻尼而言,具有较大的阻尼力,因此可以提供更好的振动控制效果。
3. 优化设计方法为了优化橡胶隔振器的阻尼特性,需要从以下几个方面进行设计和改进。
3.1 材料选择橡胶材料的选择对于隔振效果至关重要。
一般来说,橡胶材料应具有较好的弹性特性和耐久性,以保证其长期稳定的工作能力。
同时,根据具体的工程需求,可以选择具有较高或较低摩擦系数的橡胶材料,以实现不同的阻尼效果。
3.2 结构设计橡胶隔振器的结构设计也对阻尼特性有一定影响。
设计人员可以通过调整隔振器的形状、尺寸和刚度来改变其振动响应特性。
一种用于动力传动系统的橡胶隔振器优化设计研究
一种用于动力传动系统的橡胶隔振器优化设计研究刘文玺;周其斗【摘要】研究并设计一种橡胶隔振器,以减弱动力传动系统对船体的作用力.分析系统的工作原理,建立系统的动力学分析模型,得到系统的初始参数.氯丁橡胶的材料特性用Mooney-Rivlin模型描述,模型的系数C01和C10由橡胶材料的静态特性试验得到.根据动力传动系统的实际状态,设计隔振器的基本尺寸、基本参数,在此基础上,设计优化算法,其中,变量是螺栓预紧力、橡胶元件的尺寸、连接板之间的距离、橡胶和金属材料的最大VON MISES应力,目标函数是隔振器的刚度,数值仿真计算采用的是非线性有限元法,最后确定了满足隔振和使用要求、结构形式最优的隔振器.%Design a kind of rubber isolator to reduce the force which is from the power transmission system acting on the ship. Analyze the system working principle, and build the dynamics analysis model to obtain the initial parameters of the power transmission system. The characteristics of the neoprene are described by the Mooney-Rivlin model, and the coeffi-cients C01 and C10 of the model are obtained by fitting the experimetal data of stress and strain. On the basis of practical working status of the power transmission system, the fundmental configuration and sizes are decided firstly, and then design the optimum arithmetic, in which the variables includes the bolt preload , the sizes of the rubber elememt, the space from the frontal plate to the back plate and the maximum VON MISES stress for rubber and metal, and the stiffness of the isolator is treated as target value, and the nonlinear finite element method is used for numerical simulation.As a result, the isolator is made, and it has the optimum configuration and is fit for the demand of use and reducing vibration.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2017(039)008【总页数】6页(P91-95,137)【关键词】橡胶隔振器;优化算法;Mooney-Rivlin模型;非线性;有限元法【作者】刘文玺;周其斗【作者单位】海军工程大学舰船工程系,湖北武汉 430033;海军工程大学舰船工程系,湖北武汉 430033【正文语种】中文【中图分类】TH113;U464传统的一些船用旋转设备,如螺旋桨、尾轴、推力轴承所组成的一套旋转设备,通常由振源、转动构件、弹性构件、传力结构、壳体组成,振源产生静力和脉动力,脉动力由振源,经转动构件、弹性构件、传力结构传递给了设备的壳体,最终通过壳体作用到船体基座和船体,引起船体振动[1–3]。
橡胶隔振器动态特性的本构研究
橡胶隔振器动态特性的本构研究林松;张鲲;孙磊;王旭;刘理涛;李天勇【摘要】以FS-2-80橡胶隔振器为研究对象,进行了动态特性的试验研究和本构研究.试验研究得到了隔振器力-位移迟滞曲线.采用M-RT本构模型对隔振器进行了本构行为研究,考虑了频率、动态位移幅值的影响,通过与实验结果的比较分析,表明该模型能较好地描述该隔振器的动态本构行为.基于M-RT模型,分析得到了动刚度、动态阻尼与幅值、频率之间的关系,说明隔振器在低幅值下动态特性具有非线性.%Dynamic characteristics of FS-2-80 rubber isolator were studied experimentally. M-RT model to consider the influences of frequency and amplitude of dynamic displacement was used to describe dynamic constitutive behavior of the isolator. The comparison between the experimental and predicted results shows that the model in the paper could preferably well describe the dynamic constitutive behavior. Based on the M-RT model, the relationships of dynamic stiffness and dynamic damping to amplitude and frequency were presented. The nonlinear characteristics of FS-2-80 rubber isolator under small amplitude were also studied.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2011(030)003【总页数】4页(P177-179,210)【关键词】橡胶隔振器;频率;动态位移幅值;本构行为;力-位移迟滞曲线【作者】林松;张鲲;孙磊;王旭;刘理涛;李天勇【作者单位】中国核动力研究设计院二所,成都,610041;中国核动力研究设计院二所,成都,610041;中国核动力研究设计院二所,成都,610041;中国核动力研究设计院二所,成都,610041;中国核动力研究设计院二所,成都,610041;中国核动力研究设计院二所,成都,610041【正文语种】中文【中图分类】TB533隔振器通常是起支撑作用的弹性元件与阻尼元件的适当组合,因而具有一定的刚度和阻尼[1]。
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2. 4 2
2. 2 5 2. 2 7
7 5 3 5 E +6 .8 8
8. 4 1 40 0E +6
表 2 单 轴 压 缩试 验 数据
应 力
0. 9 0 4 0E +6 0. 32 6E +6 2
论, 以悬 置刚度特性参数 为设计变量 , 以主要激 励方 向的能 量所 占系统总能量 的百 分 比的提 高为优化 目标 对动力总成 右悬置进行了优化 , 优化后结果见表 3 。
冁、 鸭赫
O. 6 2 49
O 3 8O . 1
0. 9 371
22 橡胶材料本构方程参数 . 将上述试验应力应 变数据输人到 A A U B Q S软件 中, 在软
件 中分 别 结 合 广 义 M oe— ii 型 、ge onyRv n模 l od n模 型 、r d— ar a u
by 模型进行了曲线拟 合 , oc 并将 之与试验数 据对 比, 结果如 图 12所示 ( 中的 pl o i 模型即广义 MonyRvn模 、 其 o n ma y l oe—il i 型) 。再进行曲线拟合时 , 要检查试验结 果和计算 结果拟合
故 A = A = A ~, 2 r = , 结 合 式 ( ) 可 得 材 料 简 2 3 。 o =o 0 并 r , 4 ,
单拉伸或压缩 时的应变 一应力— i i onyRv n模型 、 g e 型和基 l O dn模 于热力学 统计 理论 的 A rd.oe模 型 , 中 MonyRvn r aB y u 其 o e—il i 模型是一个经典模型 , 以模 拟很多橡 胶材料 的力学行 为 , 可
能量 解 耦 理论 , 以对 悬 置 刚度 进 行 优 化 。 以优 化 后 的 刚 度 可
3
() 3
式( ) 3 的各式相减就可以削去静水压力 P, 归结为 “
r o i= 2 A ( ) ( ) () 4
为 目标 , 结合通过材料力学性能试验建立 的橡胶材 料本构关 系, 利用有 限元软件可 以实现隔振元件的结构优化设计 。
关键词 : 橡胶隔振器 ; 有限元分析; 结构优化
中图 分 类 号 :B 3 . T551 文 献标 识码 : A 文 章 编 号 :06—00 (0 10 0 6 0 10 7 7 2 1 )5— 0 2— 4
汽车动力 总成悬 置系统是 指动力 总成与车架 或车身 之
间的 弹 性 连接 系统 , 的 主要 任 务 是 承 受 动 力 总 成 的重 量 及 它 可简 化 为
0. 9l lE +6 8 l。 40 0E +6 3
应 变
O. 0 0 Ol
3 隔振器结构优化
3 1 悬 置 目标 刚 度的 确 定 .
0. 2 2 02 0. 9l0 0 O. 3 1 63 0. 6 1 88
0. 3 2 44
的应 力 一应变 曲线 是 否一 致 。
图 3 动 力 总成 aa s d m 仿真 模 型
表 3 优化前后刚度对 比
Nr /m a
32 悬 置 结 构 的初 步 优 化 .
图 1 模 型 pl nodn n 与 试 验数 据 拟 合 曲 线 ( 伸 ) o 2ge— l y 拉
基于 A A U , S Q S 选择参考 坐标系如下 : 以金属 内管 的轴
四 川 兵 工 学 报
线为 轴 ; 垂直 轴 的悬置元 件的平分面与 轴 的交 点为原
点 ; 轴 正 方 向 和 z 正 方 向 分 别 是 图 4所 示 水 平 方 向 和 垂 y 轴 置 元件 结 构 的力 位 移 关 系 图 线 进 行 了 对 比 。该 悬 置 元 件 的 具 体结 构形 状 如 图 6所 示 。两 开 孔 ( 孔 ) 轴 线 与 轴 平 通 的 行 , 轴 线 和 其 横截 面 的两 交 点 的坐 标 为 ( ,0 5 一1 . ) 两 0 1 . , 1 5
耦理论在 A A D MS中对 悬 置 系 统 刚度 参 数 进 行 了优 化 。 运 用 hpr eh对某 汽 车 悬 置 元 件 的 结 构 进 行 了初 步 优 化 , yem s 然后利用 A A U B Q S软件 对 结 构 优 化 后 的悬 置元 件 的刚 度 进 行 了 校 核计 算 , 计算 结 果 达 到 了预 定 的 目标 。
值 , 样最 后 得 到 的应 力应 变 数 据作 为试 样 材 料 的 力 学 性 能 这
6 3
数据。数据结果如表 1表 2所示 。 、 表 l 单轴拉伸试验数据
应 力
1 93 4 .1 7E +6 1 88 6E +6 . 96 2. 12 5l 7E +6
应 变
W = C。 , 一3 。(。 )+C。1 o(2—3 )
式 中 C。 。 和 。 材料 常 数 , 以通 过 橡 胶 单 轴 拉 伸 试 验 和 单 是 可
轴压缩试 验获 得。由于 简单 和实用 , 模 型获得 了广泛 的 该
应用 。
和几何属性都呈非线性 , 因此对橡胶隔振元件 的分析 比金属
图 2 pl n oy 2模 型 a u aby _ r d _oc与试 验 数 据 拟合 曲线 ( 缩 ) r 压
O. 28
O. 52 O. 76 10 . 4 17 .2
2. 0 0
从评估曲线可以看 出, 单轴拉伸 试验 中, 在试验数据 范 围内 M oe. ii 模型与试 验数据吻合较好 , onyRv n l 但随着应变的
第3 2卷
第 5期
四 川 兵 工 学 报
2 1 年 5月 01
【 制造技术】
橡 胶 隔 振 器 弹 性 特 性 分 析 及 结 构 优 化
庞承 强 , 鄂 川 , 杨 欧 健, 张 勇
( 重庆理工大学 重庆 汽车学院 , 重庆 4 0 5 ) 00 4 摘要 : 通过橡胶力学性能试验 , 获得 了建立橡胶超 弹性 材料本构 模型所需 的数据 , 将试验数据 与 A A U 并 B Q S中不 同 的橡胶本构模 型进行 了曲线拟合 , 对结果进行 了对 比分析。建立 了 6自由度动力总成动力学仿真模 型 , 结合能 量解
以某经济型轿车为原形 , aa s 在 dm 软件中建立 了动力总
成及 悬 置 的 动力 学 仿 真 模 型 , 图 3所示 。基 于能 量 解 耦 理 如
1. 5 6E -6 68 4 - 2. 56 4E +6 5 3. 9 0E +6 4 0 4. 37 0E +6 1 6. 3 8E +6 58
弹簧 元 件 复 杂得 多 , 设 计 一 直 是 一 难 点 … 。实 际产 品 开 发 其
对 于 纯 均 匀 应 变 的 主 应 力 推 导 可 对 应 变 能 函 数 式 中 的 独立 变 量 , 、 求 偏 导 , 加 上 由 于 不 可 压 缩 而 假 设 引 入 的 l, 2 再 静水 压 力 P, 得 橡 胶 材 料 主 应 力 与 其 主 伸 长 应 变 A 求 之 间 的关 系表 达 式 为
验 。试 验 用 于 拉 伸 的 哑 铃 形 试 片 的 尺 寸 为 : 矩 长 2 . 标 5 04 -
其 中 :l,、3为 变 形 张 量 ; 。A 、 表 示 拉 伸 比 , A= ,、 , 2 A 、 A 即
(。 L / o L +A ) L , o为橡胶试样初始长度。由于认为橡胶材料
0 5mm, 40± . i , 2 0± . l; 于压缩 的圆柱 . 宽 . 0 5ml 厚 . 0 2mn 用 l 形试块 的尺寸为 : 直径 1 0 2m 高 1 02nT 0± . m, 0± . nl 。本次试 验拉伸速度为 504 0m / i , 0 5 m m n 压缩速度为 2 3m / i。 - 5± m m n 此次拉伸和压缩试验各用了 5个试样 , 最后利 用国标取 试样 在一定 的变形率 下 , 5个试样 所对应 的应 力 的算 术平 均 求
对式 ( ) 2 求偏导 , 并代入式( ) 5 得
=
2A ÷) 1 ÷C) ( ~ (o C + o 1
() 6
2 橡胶材料超 弹性本构关 系的确定
2 1 橡 胶 样 片 试 验 .
/ : Al 2 3 A2 A3
通常进行的橡 胶材料 特性 试验 有 3种 类 型 : 单轴 向拉 伸、 单轴 向压缩 和平面剪 切。由于试验 条件所 限 , 本文只做 了哑呤形试片的单 向拉伸试 验和 圆柱形试块 的单 向压缩试
其 应 变能 表 达 式 为 :
W = ( ,, ) ,, , 2 3
, = Al + A2 + A3 1
/ = Al + A2 2 A2 A3 + A3 Al
, , 、
O=12l击( 0 ( r o ( 一) 1 ) 5 l r A + W ) l = 2
Oi 2 A O + A "= ( W j ) - l2 ,
,
中, 常采用不 断改变 几何 形状 参数进 行反 复试 验修 正 的方
法 , 种开 发 模 式 成 本 高 、 率 低 , 这 效 已很 难 满 足 现 代 汽 车 产 品
更新换代快的要求 。随着 C E技术 的发展 , A 通过建立 6自由 度动力学仿真模 型 , 以悬 置刚度特 性参数 为设计 变量 , 基于
直向上方 向; 根据右手定则可确定 轴正方 向。金属 内管 内
径 为 1 外 径 为 1 2mm, 5mm。悬 置 元 件 内部 材 料 的分 布 对 悬 置 刚 度 有重 要 影 响 , 此 为 原 理 , 过 在 其 内部 开 孔 来 改 变 以 通
的变 形 过 程是 各 向 同性 的且 不 可 压 缩 的 , 以 所