金屬橡膠剛度阻尼模型理論分析

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1、2011年1O月北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)October20l1第37卷第10期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVoI．37No．10金屬橡膠剛度阻尼模型理論分析朱彬馬艷紅洪杰(北京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，北京100191)摘要：針對(duì)金屬橡膠構(gòu)件加工工藝特點(diǎn)，以金屬絲螺旋卷為金屬橡膠構(gòu)件的微元體結(jié)構(gòu)．根據(jù)金屬絲螺旋卷之間不同的接觸狀態(tài)，以圓柱壓縮螺旋彈簧理論為基礎(chǔ)，基于材料力學(xué)和庫(kù)侖摩擦模型，考慮摩擦力的影響，建立金屬絲螺旋卷微元體結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型．通過(guò)對(duì)微元體接觸狀態(tài)和接觸對(duì)數(shù)

2、目的分析，從理論上解釋了金屬橡膠的非線性剛度及阻尼產(chǎn)生的機(jī)理．該模型從細(xì)觀的金屬絲螺旋卷微元體上描述了金屬橡膠遲滯特性的物理本質(zhì)，為預(yù)測(cè)和分析金屬橡膠的剛度、阻尼特性和設(shè)計(jì)金屬橡膠構(gòu)件提供了有效的理論基礎(chǔ)．關(guān)鍵詞：金屬橡膠；金屬絲螺旋卷；非線性剛度；遲滯回線中圖分類號(hào)：V257文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—5965(2011)10．1298-05TheoreticalanalysisOfstiffnessanddampingCharaCteriStiCSofmetalrubberZhuBinMaYanhongHongJie(SchoolofJetPr

3、opulsion，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Thetheoreticalresearchonhystereticcharacteristicandnonlinearstiffnessanddampingchar—acteristicsofmetalrubberwasperformed．Wirehelixwasconsideredasthemicro—elementstructureofmetalrubberbyanalyzingth

4、echaracteristicsofprocessingcomponentsofmetalrubber．Amechanicalmodelofwirehelixwasestablishedbasedonthematerialmechanicsandthecoulombfrictionmode1．Thecontactstatesofwirehelixwerealsoconsideredinthismodelwhichcombinedwiththeimpactoffrictiontocylindricaloom—pressioncoilspringtheory

5、．Itwaseasytoexplainthemechanismofhysteresisloopandthenonlinearstiffnessanddampingcharacteristicofmetalrubberbyanalyzedcontactstatesandcontactnumbersofmicro—elementWirehelix．Thismodelwasvaluablefortheanalysisofthematerialmechanicsandthedesignofmetalrubber．Itprovidestheoreticalsupp

6、ortforthefurtherengineeringapplicationofmetalrubberinthefieldofvibrationre-duction．Keywords：metalrubber；wirehelix；nonlinearstiffness；hysteresiscurve金屬橡膠是一種適用性強(qiáng)的多功能性阻尼結(jié)縮、擠壓剛度共同產(chǎn)生；阻尼是由金屬絲螺旋卷間構(gòu)材料，其是由金屬絲卷成螺旋形，經(jīng)過(guò)編織，加的接觸摩擦耗能產(chǎn)生．金屬橡膠作為具有干摩擦壓成型的金屬材料，具有如下特點(diǎn)：①高彈性；阻尼特性的材料，在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不②高阻尼；③

7、重量輕；④環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；⑤孔隙度斷擴(kuò)大，剛度和阻尼相關(guān)的研究也隨之加強(qiáng)．目可控；⑥易于成型；⑦熱機(jī)械性能好等．前，從微元體上分析金屬橡膠剛度、阻尼的模型有金屬橡膠是一種非線性阻尼結(jié)構(gòu)材料，剛度懸臂梁模型、角錐模型、微元彈簧模型和多孔材料是由金屬橡膠材料內(nèi)部——金屬絲螺旋卷間的壓模型。．這幾種模型或只考慮成型方向的載荷；收稿日期：2010-06-06；網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2011—10-2011：26；DOI：CNKI：11-2625／V．20111020．1126．004網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／11．262

8、5．V．20111020．1126．004．html基金項(xiàng)目：航空基金資助項(xiàng)目(