金属橡胶减振器振动及冲击特性实验研究
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的表达 式为 ｌ ： ３ ｌ
实 验原 理 图如 图 ２所示 图 中的 电荷 传感 器 １ 内置在 振动 台 中 ．它 与振 动 台以及控 制与 功率 放大
器三者 构成 了一 个实 时循 环 的闭环控 制 系统 ．保证
了振 动 台能产生 出所 需 的振动信 号 整个 实 验信号
的传 递过 程 为 ：由 Ｐ Ｃ机设 定 参 考信 号 ，内置 控制
冲击 时间是 影 响冲击 隔离 效果 的主要 因素 ．在 短 冲击 时增 加 冲击持 续时 间增 大 了冲击 隔离 系数 和
最大 变形 ．而在 长 冲击 时冲击 隔离 系数 和最 大变形
『 ２ １黄 协 清 ，张 铁 山 ，张 俊 华 ． 属 橡 胶 材料 隔 振 特 性 研 究 金
【１ 机 械 科学 与技 术 ，２０ ，１ （ ：９ ７ ９ ０ Ｊ． ００ ９ ６ ） ７— ８． ［ ３ ］李 中 郢 ，卢 正 人 ． 天器 用 新 型金 属 橡 胶 减 振 器 【 上 航 Ｊ ］．
图 ４ 不 同 配 重 时 的响 应 及 传 递 率
ＤＩ ＡＮＺＩＣＨＡＮＰＩ ＫＥ Ｎ ＫＡｏｘ｜ ＮＧ ＹＵ ＨＵＡ ＪＩ Ｉ ＮＧ ｓＨｔ ＡＮ Ｙ
第 ２期
金 鸣 等 ：金 属橡 胶 减 振 器 振 动 及 冲 击特 价 实验 研 究
３２ 不 同冲击 的加速 度峰 值 ．
在 无 阻尼线 性 系统 中 ．冲击 加 速度 的峰值 对 冲 击 隔离 系数 的影 响 很小 。但 对 于金 属 橡 胶 隔振 器 ， 不但 冲击 响应最 大 峰值加 速度 和最 大变 形与 冲击加 速度 峰值 有关 ．而且 冲击 隔离 系数 也 随着 冲击加 速 度 峰值 的 变化 而变 化 图 ７是 在 配 重 为 ０３ ｇ时 ．０ｋ
对 配 重 分 别 为０２ 、０３ 、０３ 、０４ ｇ的金 ． ６ ． ２ ．８ ．４ｋ 属 橡 胶减 振 器 进 行正 弦扫 频 实 验 ． 正 弦 加 速度 峰
值 为 １ｇ ，频 率 范 围为 ｌ ～ ０ 。实 验 结 果 如 ０ １０ ０Ｈｚ
图 ４所 示
图 ２ 实 验 原 理 图
ｍ 时 的 冲击 加 速 度 响应 以及 冲击 隔离 系 数 可 以 ｓ
【】殷 祥 超 ． 动 理 论 与 测 试 技 术 ［ ４ 振 Ｍ］． 州 ： 中 国矿 业 大 徐
学 出 版 社 ．２ ０ ． ０ ７
【］付 永 辉 ． 属 丝 网 阻 尼 器 建 模 及 其 减 振 应 用 研 究 『 １． ５ 金 Ｄ
实验 现场
可 以得 到金 属橡胶 减 振器 的传递 率 曲线 ．即可 求得 系 统 的固有 频率 和阻 尼 比 ．再根 据 以下公 式则 可 求得 系统 的 刚度 ｋ
ｋ ｍｘ （￣ ｏ ＝ ２ ＇） ｆ
（） ２
２１ 不 同 的 配 重 对 金 属 橡 胶 减 振 器 振 动 特 性 的 影 响 ．
０ｔ ＡＮｚｔ ＣＨＡＮＰＩ ＫＥＫ Ｎ Ａｏｘ｜ ＮＧ ＹＵ ＨＵＡＮＪ｜ ＮＧ ＳＨＩ ＡＮ Ｙ
西 安 ：西 北 工业 大 学 ．２ Ｈ ． ０７ Ｄ 『１夏 宇 宏 ，姜 洪 源 ，魏 浩 东 ，等 ． 属 橡 胶 隔 振 器 抗 冲 击 ６ 金
看 出 ．随 着 冲击 持续 时 间的增 大 ．响应 的峰 值 以及
冲击 隔离 系数也 随着 增大
性 能 研 究 ［ 振 动 与 冲击 ，２ ０ ，２ （） ２ ７ ． Ｊ ］． ０ ９ ８ １：７ — ５
隔离 系数 负载 的影 响与线 性系统 不 同 参考 文献 ：
图 ７ 冲 击峰 值 不 同 时 的冲 击响 应 及
３３ 不 同 的 冲 击 持 续 时 间 ．
［］葛 祖 德 ，姚 起 杭 ． 空 用 新 型 减 振 器 『 应 用 力 学 学 １ 航 Ｊ １．
报 ，２ ０ ０ １， １ ｆ 刊 ） ｌ ０ １ ． ８ 增 ： １一ｌ ３
现 出软 特性 ：
２ ）金 属 橡胶 材 料 的阻尼 较 金 属 弹簧 要 高 ．与 金属 弹簧 相 结 合 的话 ．不 仅 能 保 证 所 需 刚 度 的 要 求 ．而且具 有更 好 的阻尼 减振效 果 ： ３ ）配重 和 冲击 峰 值 对金 属 橡 胶减 振 器 的 冲击
冲击 峰 值
第 ２期
金 鸣等 ：金 属 橡 胶 减 振 器 振 动 及 冲 击特 价 实 验研 究
构成 。金 属 弹簧用 于弥补 金属 橡胶 材料 刚度 太小 的
缺 弦 扫 频 实 验 结 果 及 其 分 析
图 １ 金 属橡 胶 减 振 器结 构 图
金属 橡胶 材料 振动 特性 的影 响 因素较 多 ．本 文 只研 究不 同的配 重 以及 不 同的正 弦激励 幅值 下 金属 橡胶 减振 器 的振 动特性 假 设金 属橡 胶减振 器 是线 性 系 统 ．单 自由度 线 性 粘 性 阻 尼 系统 的传 递 率
金 属橡 胶 减 振 器 在 峰 值分 别 为 ６ 、７ 、８ 、９ｇ的 持
昔
一
瑙
星
续 时间 为 ｌ 的半正 弦波 冲击 下 的加 速度 响应 曲 ｌ ｍｓ 线 以及 冲击 隔离 系数 。可 以看 出 ，随着 冲击 峰值 的 增 加 ．响应 的峰值 也 随着增 大 ．而且 冲击 隔离 系数
也 越来 越大
冲击时间 （ ＇ ） ｒｍ ｅｓ
图 ８ 持 续 时 间不 同时 的 冲 击响 应 及 ＇ ｒ ／
４ 结束 语
本 文通 过正 弦扫频 和 冲击实 验 ．研 究 了金属 橡 胶 减振 器 的振动 及 冲击 特性 ，结 论如 下 ： １ 金属橡胶减振器具有明显的非线性特征 ， ） 随着激 励 幅值 的增加 ．其 固有频 率 和刚度 减小 ．呈
海 航 天 ，２ ０ ，２ ５ ：５ — ． ０ ５ １ ｆ） ８ ６１
不 但 与 冲击 持 续 时 间有 关 而 且 与 冲击 脉 冲 波形 有 关 。 图 ８是 负 载质 量 为 ０３ｋ ，冲击 峰 值 为 ６ｇ时 ． ｇ 金 属橡 胶 减 振 器 在 冲击 时 间分 别 为 ６ 、 １ 、ｌ 、８ ０ ２
器根据 参考 信号 来输 出驱 动信 号 。驱动信 号 经功率
放大器 放 大后驱 动振 动 台的振 动 ．振动加 速 度信 号 式 （ ） 中 ：厂一 １ 『
．
、 ／
系统 固有频 率 ； 卜
卜
㈩
激 振频率 ：
阻 尼 比
经 电荷 传感 器反 馈到 内置 电荷放 大 器 ．电荷 放大 器 调整加 速度 信号 为 电压信 号后输 入 到控制 器 ．控制 器根据 反馈 的信 号 和参考 信号对 比 ．根据 偏差 调整 得到稳 定 的振 动 台输 出信 号 输 出信号 经过 金属橡 胶减 振器 放大或 衰减 后 由电荷 传感 器 ２采集 并传输 到控 制与 功 率放 大 器 ．然后 反 馈 到 Ｐ Ｃ机 图 ３为
实 验原 理 图如 图 ２所示 图 中的 电荷 传感 器 １ 内置在 振动 台 中 ．它 与振 动 台以及控 制与 功率 放大
器三者 构成 了一 个实 时循 环 的闭环控 制 系统 ．保证
了振 动 台能产生 出所 需 的振动信 号 整个 实 验信号
的传 递过 程 为 ：由 Ｐ Ｃ机设 定 参 考信 号 ，内置 控制
冲击 时间是 影 响冲击 隔离 效果 的主要 因素 ．在 短 冲击 时增 加 冲击持 续时 间增 大 了冲击 隔离 系数 和
最大 变形 ．而在 长 冲击 时冲击 隔离 系数 和最 大变形
『 ２ １黄 协 清 ，张 铁 山 ，张 俊 华 ． 属 橡 胶 材料 隔 振 特 性 研 究 金
【１ 机 械 科学 与技 术 ，２０ ，１ （ ：９ ７ ９ ０ Ｊ． ００ ９ ６ ） ７— ８． ［ ３ ］李 中 郢 ，卢 正 人 ． 天器 用 新 型金 属 橡 胶 减 振 器 【 上 航 Ｊ ］．
图 ４ 不 同 配 重 时 的响 应 及 传 递 率
ＤＩ ＡＮＺＩＣＨＡＮＰＩ ＫＥ Ｎ ＫＡｏｘ｜ ＮＧ ＹＵ ＨＵＡ ＪＩ Ｉ ＮＧ ｓＨｔ ＡＮ Ｙ
第 ２期
金 鸣 等 ：金 属橡 胶 减 振 器 振 动 及 冲 击特 价 实验 研 究
３２ 不 同冲击 的加速 度峰 值 ．
在 无 阻尼线 性 系统 中 ．冲击 加 速度 的峰值 对 冲 击 隔离 系数 的影 响 很小 。但 对 于金 属 橡 胶 隔振 器 ， 不但 冲击 响应最 大 峰值加 速度 和最 大变 形与 冲击加 速度 峰值 有关 ．而且 冲击 隔离 系数 也 随着 冲击加 速 度 峰值 的 变化 而变 化 图 ７是 在 配 重 为 ０３ ｇ时 ．０ｋ
对 配 重 分 别 为０２ 、０３ 、０３ 、０４ ｇ的金 ． ６ ． ２ ．８ ．４ｋ 属 橡 胶减 振 器 进 行正 弦扫 频 实 验 ． 正 弦 加 速度 峰
值 为 １ｇ ，频 率 范 围为 ｌ ～ ０ 。实 验 结 果 如 ０ １０ ０Ｈｚ
图 ４所 示
图 ２ 实 验 原 理 图
ｍ 时 的 冲击 加 速 度 响应 以及 冲击 隔离 系 数 可 以 ｓ
【】殷 祥 超 ． 动 理 论 与 测 试 技 术 ［ ４ 振 Ｍ］． 州 ： 中 国矿 业 大 徐
学 出 版 社 ．２ ０ ． ０ ７
【］付 永 辉 ． 属 丝 网 阻 尼 器 建 模 及 其 减 振 应 用 研 究 『 １． ５ 金 Ｄ
实验 现场
可 以得 到金 属橡胶 减 振器 的传递 率 曲线 ．即可 求得 系 统 的固有 频率 和阻 尼 比 ．再根 据 以下公 式则 可 求得 系统 的 刚度 ｋ
ｋ ｍｘ （￣ ｏ ＝ ２ ＇） ｆ
（） ２
２１ 不 同 的 配 重 对 金 属 橡 胶 减 振 器 振 动 特 性 的 影 响 ．
０ｔ ＡＮｚｔ ＣＨＡＮＰＩ ＫＥＫ Ｎ Ａｏｘ｜ ＮＧ ＹＵ ＨＵＡＮＪ｜ ＮＧ ＳＨＩ ＡＮ Ｙ
西 安 ：西 北 工业 大 学 ．２ Ｈ ． ０７ Ｄ 『１夏 宇 宏 ，姜 洪 源 ，魏 浩 东 ，等 ． 属 橡 胶 隔 振 器 抗 冲 击 ６ 金
看 出 ．随 着 冲击 持续 时 间的增 大 ．响应 的峰 值 以及
冲击 隔离 系数也 随着 增大
性 能 研 究 ［ 振 动 与 冲击 ，２ ０ ，２ （） ２ ７ ． Ｊ ］． ０ ９ ８ １：７ — ５
隔离 系数 负载 的影 响与线 性系统 不 同 参考 文献 ：
图 ７ 冲 击峰 值 不 同 时 的冲 击响 应 及
３３ 不 同 的 冲 击 持 续 时 间 ．
［］葛 祖 德 ，姚 起 杭 ． 空 用 新 型 减 振 器 『 应 用 力 学 学 １ 航 Ｊ １．
报 ，２ ０ ０ １， １ ｆ 刊 ） ｌ ０ １ ． ８ 增 ： １一ｌ ３
现 出软 特性 ：
２ ）金 属 橡胶 材 料 的阻尼 较 金 属 弹簧 要 高 ．与 金属 弹簧 相 结 合 的话 ．不 仅 能 保 证 所 需 刚 度 的 要 求 ．而且具 有更 好 的阻尼 减振效 果 ： ３ ）配重 和 冲击 峰 值 对金 属 橡 胶减 振 器 的 冲击
冲击 峰 值
第 ２期
金 鸣等 ：金 属 橡 胶 减 振 器 振 动 及 冲 击特 价 实 验研 究
构成 。金 属 弹簧用 于弥补 金属 橡胶 材料 刚度 太小 的
缺 弦 扫 频 实 验 结 果 及 其 分 析
图 １ 金 属橡 胶 减 振 器结 构 图
金属 橡胶 材料 振动 特性 的影 响 因素较 多 ．本 文 只研 究不 同的配 重 以及 不 同的正 弦激励 幅值 下 金属 橡胶 减振 器 的振 动特性 假 设金 属橡 胶减振 器 是线 性 系 统 ．单 自由度 线 性 粘 性 阻 尼 系统 的传 递 率
金 属橡 胶 减 振 器 在 峰 值分 别 为 ６ 、７ 、８ 、９ｇ的 持
昔
一
瑙
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续 时间 为 ｌ 的半正 弦波 冲击 下 的加 速度 响应 曲 ｌ ｍｓ 线 以及 冲击 隔离 系数 。可 以看 出 ，随着 冲击 峰值 的 增 加 ．响应 的峰值 也 随着增 大 ．而且 冲击 隔离 系数
也 越来 越大
冲击时间 （ ＇ ） ｒｍ ｅｓ
图 ８ 持 续 时 间不 同时 的 冲 击响 应 及 ＇ ｒ ／
４ 结束 语
本 文通 过正 弦扫频 和 冲击实 验 ．研 究 了金属 橡 胶 减振 器 的振动 及 冲击 特性 ，结 论如 下 ： １ 金属橡胶减振器具有明显的非线性特征 ， ） 随着激 励 幅值 的增加 ．其 固有频 率 和刚度 减小 ．呈
海 航 天 ，２ ０ ，２ ５ ：５ — ． ０ ５ １ ｆ） ８ ６１
不 但 与 冲击 持 续 时 间有 关 而 且 与 冲击 脉 冲 波形 有 关 。 图 ８是 负 载质 量 为 ０３ｋ ，冲击 峰 值 为 ６ｇ时 ． ｇ 金 属橡 胶 减 振 器 在 冲击 时 间分 别 为 ６ 、 １ 、ｌ 、８ ０ ２
器根据 参考 信号 来输 出驱 动信 号 。驱动信 号 经功率
放大器 放 大后驱 动振 动 台的振 动 ．振动加 速 度信 号 式 （ ） 中 ：厂一 １ 『
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激 振频率 ：
阻 尼 比
经 电荷 传感 器反 馈到 内置 电荷放 大 器 ．电荷 放大 器 调整加 速度 信号 为 电压信 号后输 入 到控制 器 ．控制 器根据 反馈 的信 号 和参考 信号对 比 ．根据 偏差 调整 得到稳 定 的振 动 台输 出信 号 输 出信号 经过 金属橡 胶减 振器 放大或 衰减 后 由电荷 传感 器 ２采集 并传输 到控 制与 功 率放 大 器 ．然后 反 馈 到 Ｐ Ｃ机 图 ３为