压剪混合型硅橡胶减振器动态高温工作特性

目的 归纳出高温范围内减振系统动态性能随温度变化的关系.方法 通过在特定温度条件下使用正弦扫频以及半正弦冲击试验,测试一系列压剪型橡胶减振器振动以及冲击性能,使用最小二乘法拟合得到此类减振器多个振动冲击性能与温度关系的经验公式.结果 在低于橡胶材料热分解温度的前提下,短期内压剪型橡胶减振器的动态工作特征与工作温度有关,与温度历程无关,均可表示为温度的三参数函数.结论 随着温度的升高,一阶谐振频率(ωT)以及冲击响应幅值的绝对值(GT)遵循一阶指数衰减函数关系,放大倍数(DT)与温度则遵循S型函数关系.     

基于有限元分析的橡胶减振器优化设计

目的加快橡胶减振器的设计过程。方法分析橡胶材料及Mooney-Rivllin橡胶本构模型特点,介绍橡胶减振器应用特点及隔振设计的相关理论,采用Mooney-Rivllin模型模拟橡胶材料的力学特性,通过引进有限元优化技术,在设计初期保证减振器的刚度特性。结果在某设备减振设计中,采用单轴拉压曲线获取了橡胶材料的Mooney-Rivllin模型参数,以减振器的部分结构尺寸为设计参数,减振器的三向刚度为设计目标,获取了三轴向频率近似相等的隔振系统(轴向频率40 Hz、径向频率40.9 Hz)。通过试验测试,减振系统频率与试验值差别较小,其中轴向差别为2%,径向差别为1%。结论通过引进有限元优化技术,采用合理的橡胶本构模型,可以满足工程精度要求,加速了橡胶减振器的设计过程。     

惯性测量组合减振系统动力学分析及实验研究

目的保证惯性测量组合(Inertial Measuring Unit,IMU)减振系统具有良好的减振性能。方法建立测量组合的三维模型,为提高IMU的解耦率,调整IMU和支架的质心,使IMU的质心与4个隔振器的刚度中心基本重合。采用Mooney-Rivlin超弹性本构模型对橡胶隔振器的橡胶材料进行表征,并在此基础上建立IMU减振系统有限元模型,对IMU减振系统的频率响应和冲击响应进行分析,并对IMU减振系统进行振动和冲击试验。结果通过调整IMU质心位置和支架结构,使各阶模态能量解耦率都在80%以上;通过频率响应仿真分析,IMU减振系统在X,Y,Z方向上放大倍数分别为3.072,3.12,3.17;通过冲击响应仿真分析,IMU减振系统响应最大幅值为70.1g。结论通过实验验证了有限元模型的正确性和减振设计的有效性。     

适应瞬态高温过载环境的加载装置设计及试验研究

目的地面模拟飞行器再入过程瞬态热-离心环境,预测部组件结构响应,开展典型试验件高过载环境瞬态高温加载装置设计技术及试验研究。方法通过优化石英灯结构强度和生产工艺,改进灯阵夹具和石英灯夹持方式,解决高过载离心环境(80g)石英灯强度和夹具夹持位置灯管易碎问题。结果利用自行研制的适用于高过载环境下瞬态加热装置,对典型试验件进行了高过载高温加载试验,实现了最高温度为600℃,最大加速度为80g的技术指标。结论该研究成果可用于相关飞行器及其部组件地面热-离心复合环境等效性试验考核。     

飞机典型液压管路全状态考核试验方法研究

目的 提出一种飞机典型液压管路全状态考核试验方法,同时考虑液压管路内部高压高速液压油流动和外部振动环境耦合产生的响应。方法 从飞机典型舱位液压管路系统中抽取出液压管路及其支持结构试验件,模拟出液压管路安装的机体支持刚度,通过液压回路组件模拟飞机液压管路内液压油的流动环境,以及通过振动台组件模拟飞机舱位振动环境这两个液压管路疲劳寿命的主要影响要素。结果 通过设计的试验能同时施加液压管路疲劳寿命主要影响因素环境。结论 针对目前飞机液压管路地面模拟试验环境和空中飞行状态有较大差异,文中提出了一种飞机典型液压管路全状态考核试验方法,通过该试验可为液压管路减振优化设计提供试验依据。     

AO-80/201树脂/BIIR共混阻尼橡胶动态力学性能研究

目的提高丁基橡胶的阻尼性能。方法在溴化丁基中添加201酚醛树脂、受阻酚AO-80制备AO-80/酚醛树脂/BIIR共混阻尼橡胶,采用动态力学分析(DMA)方法研究共混橡胶的动态力学性能。结果 DMA测试表明,随着201酚醛树脂硫化剂用量的增大,使得材料的最佳使用温度向高温方向移动,201树脂添加10份时BIIR/酚醛树脂共混橡胶可获得最大损耗因子0.81。AO-80/酚醛树脂/BIIR共混橡胶中,AO-80的添加使材料的最佳使用温度向高温方向移动,同时AO-80/酚醛树脂/BIIR共混胶tanδ-T曲线呈现双峰特征。当AO-80添加量为30份时,材料tanδ0.3的温域为-40~60℃。同时研究了不同使用频率和不同使用温度下材料的动力学性能,研究表明,随使用频率的增高,材料的最佳使用温度向高温方向移动,材料使用温度的降低等效于高频作用。最后以约束阻尼层处理方法对新研材料进行了减振性能评估,新研材料减振降噪效果从剩余峰数、阻尼系数、剩余峰高三个方面均优于国外某先进材料。结论 AO-80/酚醛树脂/BIIR共混阻尼橡胶材料具有更好的减振降噪效果。     

金属丝网隔振器的研制与试验研究

研制了一套适用于某航空机载设备的金属丝网隔振器,包括三个不同型号。通过测试机载设备三个方向的载荷和激励频率,确定了减振器的固有频率和刚度,设计了与机载设备重心参考坐标面非对称的减振器布置形式。减振器的隔振效率为81%。进行了动态特性和耐久性验证试验,结果表明,该套金属丝网隔振器能有效抑制共振峰,具有较好的缓冲和宽频带隔振效果,可以作为航空机载悬置系统的隔振元件。     

捷联惯导减振系统的耦合振动研究

目的研究耦合振动对捷联减振系统的影响。方法建立惯导减振系统动力学模型,并在有限元分析软件中对系统进行模态分析,然后通过扫频试验对比有无偏心情况下的响应。结果安装中心与弹性中心的不重合是导致线振动和角振动耦合的原因。结论对工程中减振器的安装提出了3个方面的要求,尽量保证弹性主轴与惯性主轴重合,避免偏心;增大安装半径,提高角振动与线振动频率比值;增加轴套等定位设备,增加寿命和精度。     

多层阻尼复合板常温贮存5年性能研究

目的分析多层阻尼复合板常温贮存5年的性能变化。方法对多层阻尼复合板进行常温下贮存5年的减振性能研究,通过贮存前后的正弦扫描试验和随机振动试验,获得贮存前后多层阻尼复合板的减振性能和模态变化,进行对比分析。结果阻尼复合板常温贮存5年后,径向模态有较大的下降,法向模态变化较少,组件上的加速度响应基本无变化。结论该多层阻尼复合板常温贮存5年后仍然满足要求。     

舰载飞机弹射动力学仿真与试验验证

目的获取舰载飞机弹射过程中冲击动载荷在结构上的响应规律,以及前起落架和与其连接的机体主传力结构的动响应特性。方法基于多体系统动力学理论,建立描述舰载机弹射过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,对弹射过程进行仿真分析。同时开展地面模拟弹射冲击试验,通过仿真和试验对照,重点研究牵制载荷突卸瞬间结构的动态响应规律。结果仿真和试验得到结构传力路径各点的加速度和应力响应数据,试验测得机体结构加速度峰值达到255g,而同位置的应力峰值为85 MPa,仿真和试验数据的趋势一致。结论牵制载荷突卸形成的冲击动响应峰值沿着结构传力路径衰减。航向加速度和应力响应峰值随着牵制释放载荷的增加而增加。虽然瞬态加速度峰值达到较高水平,但是瞬态作用机体结构的应力峰值不高,不足以造成结构失效。结构设计应重点关注弹射冲击响应峰值和振动疲劳的影响。     

液-弹隔振器设计与试验分析

目的开展液-弹隔振器的设计及试验验证。方法基于反共振原理建立的液-弹隔振器动力学分析模型,推导了其动力学方程。结果建立了液弹隔振器隔振频率与相关参数的关系,依据相关参数完成了液-弹隔振器的设计,并进行了液-弹隔振器动力学性能相关试验,利用动刚度测试法和传递率测试法验证了液-弹隔振器性能,试验验证了液-弹隔振器高静态刚度和隔振频率点下的低动态刚度特点。结论实现了液-弹隔振器的设计,同时液弹隔振器在隔振频率点下达到60%的减振效果。     

空空导弹振动试验条件分析

振动环境是空空导弹所经历的最严酷的环境之一,振动试验量级将直接影响空空导弹的结构完整性和工作性能。通过对空空导弹寿命期内经历的振动环境进行分析,针对运输、挂机飞行以及自由飞行状态下振动产生的主要诱因,结合相关标准及国外相关测试数据,初步提出了针对空空导弹的试验条件与试验方法,为相关设计人员提供了参考。     

具有零频特性的隔振器设计与减振性能研究

目的 开展零刚度隔振器的结构设计与减振性能试验验证.方法 现有隔振器在超低频下很难具备良好的隔振特性和较宽的隔振频率.在准零刚度技术的基础上,通过仿真计算和试验分析相结合的方法对零刚度隔振器进行了深入研究.结果 首先,建立了零刚度隔振器的物理模型,对其进行了静力学计算,分析了系统的刚度特性,给出了系统的零刚度条件,从而完成了隔振器的结构设计.然后,通过Adams仿真软件对隔振器进行了动力学分析,得出了其在超低频振动环境下具有较好的隔振效果.最后,对零刚度隔振开展了静力压缩试验、正弦振动试验以及随机振动试验,通过试验验证了隔振器的零刚度特性和优良的隔振性能.结论 实现了零刚度隔振器的结构设计,且该隔振器在0.2～2000 Hz范围内都处于减振状态,传递率未出现大于1的情况.     

基于平均法的金属橡胶隔振器非线性振动特性研究

目的研究金属橡胶隔振系统的非线性振动特性和机理。方法建立该金属橡胶隔振系统的非线性动力学模型,利用平均法推导出系统的自由振动运动方程和在简谐激励下的受迫振动幅频响应方程,通过数值计算分析影响隔振系统位移传递率的因素。随后设计一种结构紧凑的金属橡胶隔振器,通过静压试验得到加载卸载迟滞回线,利用拟合方法建立金属橡胶的指数型刚度模型。该模型在相同拟合效果下参数较少,将指数型非线性刚度模型代入到振动方程中进行求解,得到理论幅频响应曲线。同时,进行金属橡胶隔振系统的正弦扫频试验,得到不同振动幅值下的实测传递率幅频响应,与理论计算结果进行对比。结果拟合参数与系统的振动特性相关,拟合参数k_(1)越大,系统共振频率越低,拟合参数k_(2)越大,系统共振频率越高。理论计算与试验结果共振频率的误差最大为2.1%,放大倍数最大误差为17.1%。该理论方法可以较为准确地计算出隔振系统的共振频率、共振放大倍数以及非线性振动的跳跃现象。结论该方法可以较为准确地通过金属橡胶隔振器的静压试验数据预估出金属橡胶隔振系统的非线性振动特性,对于金属橡胶隔振设计具有一定的应用价值。     

再入飞行振动环境试验等效性探讨

目的提高再入体实验室模拟再入飞行振动环境的等效性,确保地面环境试验结果的可靠性。方法首先分析再入飞行过程中受脉动压力等因素影响诱发的振动环境载荷特征。其次,基于飞行实测数据,分析再入飞行振动响应的空间分布规律和频域能量分布特征。最后,将飞行试验实测数据与传统实验室振动模拟试验结果进行对比,从载荷传递规律、空间分布规律、频谱特征等方面对主要关注区域"天地"响应存在的差异进行探讨,研究实验室等效模拟再入飞行振动环境的因素。结果针对特定的再入体结构,设置有限等效响应目标点,通过对试验系统动态特性分析、夹具优化设计、试验控制方式、振动台激振模式等多方面综合研究,可以提升再入飞行振动环境模拟等效性。结论提出了以"天地一致性"为目标的工程可行措施和实验室振动试验等效原则,为再入飞行振动环境的实验室等效模拟提供了支撑。     

城市轨道交通浮置式减振措施的减振降噪效果

从分析轨道交通地下隧道振动传播特征出发,说明了地下振动的传播规律,并给出了不同埋深条件下地下振动影响范围的经验公式;结合地下振动激发频率特征的分析,对减振措施的减振效果的合理评价量进行了分析,指出采用Z计权减振效果评价量将获得与实际应用效果一致的降噪效果。结合两种浮置式减振措施减振降噪效果的实测,指出浮置板道床的减振效果应采用安装减振垫浮置板道床前后桥面的Z振级差来评价,而不宜采用轨面与桥梁直接的振级落差来评价。对橡胶减振垫以及钢弹簧浮置板的实测减振降噪效果进行了介绍。     

再入飞行器振动环境工程预示方法

目的为再入飞行器振动环境设计提供方法支撑,并为结构设计和地面环境试验条件制定提供载荷输入。方法分析再入飞行器振动环境主要特征及其诱导因素,结合飞行试验实测振动数据研究小攻角对飞行振动环境的影响规律,辨识出脉动压力与动压、马赫数以及攻角的关系式。在传统脉动压力预测方法基础上,建立涉及攻角影响的再入飞行均方根脉动压力预测模型,并给出再入振动环境工程预示方法。结果构建模型计算的脉动压力变化趋势与实测振动量值变化趋势基本一致,辨识出来的脉动压力与攻角、动压以及马赫数之间的关系式是基本合理的。结论基于实测数据及脉动压力特性建立了再入飞行器振动环境工程预示模型,结合实测振动数据和气动载荷数据可预测出再入飞行器振动环境,能够实现再入飞行器振动环境载荷的精细化设计,并为结构设计提供载荷输入。     

基于弹性模型的飞机操纵动响应分析

目的 更好地研究飞机在操纵情况下的机体载荷和机体响应,同时验证动态响应分析模型和方法。方法 以某型飞机突风载荷分析用的动气弹仿真模型为基础,考虑机体弹性修正和气动模型修正,梳理试验试飞的舵偏数据,利用MSC软件的动气弹仿真分析模块,将试飞的舵偏数据作为输入信号,开展舵面操纵情况下的机体响应仿真,并将飞机操纵情况下的机体响应分析结果与试验试飞结果进行对比。结果 经过仿真和对比分析可以发现,分析数据和试飞数据整体吻合较好,能够较好地表征飞机的气动特性和结构动力学特性,同时在分析数据和试飞数据中均有比较明显的机体弹性响应成分。对于弹性飞机而言,除操纵造成的机体刚体响应外,机体弹性会带来额外的振动响应,对于特定的部位,这种振动可能是不可忽略的,需要根据具体情况进行详细分析。结论 这种振动响应对飞机操纵、乘客舒适性是否会产生不利影响,需要进一步开展研究工作。