橡胶弹簧动态特性研究

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1、硕士学位论文ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ国内图书分类号：Ｕ２７０．１密级：公开国际图书分类号：６２５．１西南交通大学研究生学位论文年级二〇一二级姓名杨俊申请学位级别—专业车辆工程’指导教师池茂儒研究员二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ２７０．１Ｕ：６２５１．Ｄ．Ｃ．ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＳＴＵＤＹＯＮＤＹＮＡＭＩＣＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳＯＦＲＵＢＢＥＲＳ

2、ＰＲＩＮＧＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＹａｎｇＪｕｎＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＶｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＣｈｉＭａｏｒｕＭａ２０１５ｙ西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容

3、编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密口，在年解密后适用本授权书；２．不保密使用本授权书。“”（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：牛ｂ指导老师签纟ｉｔ曰期：；曰期乂西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１．阐述了传统微分型粘弹性本构关系的推导过程和优缺点。２．建立橡胶非线性热粘弹性模型，其中双分数微分模型用以描述樣胶粘弹性，Ｂｅｒｇ摩擦力单元用以描述様胶弹塑性，并利用时温叠加原理得到橡胶材料温

4、度谱。一３一．针对系轴箱橡胶垫及其试样进行系列力学性能实验，包括静、动态力学性能试验、ＤＭＴＡ试验；根据动态力学试验结果，分析激励频率、幅值对橡胶垫动刚度、阻尼的影响规律；根据ＤＭＴＡ试验，分析橡胶阻尼材料储能模量、耗能模量以及损耗因子在全频域的变化趋势。４．结合ＤＭＴＡ试验结果，利用分数微分模型对橡胶材料广域频率谱以及温度谱进行验证；通过静、动态力学试验结果对Ｋｅｌｖｉｎ模型（即等效模型）、Ｍａｘｗｅｌｌ模型、标准线性固体模型（或称Ｚｅｎｅｒ模型）以及新建非线性模型参数拟合，并进行对比分析，，；利用各模型中、低频拟合参数

5、对高频激振动力学性能做出预测并进行对比分析。５－．基于传统模型与非线性模型分别建立单自由度隔振系统库塔，利用龙格法与Ｎｅｗｍａｒｋ－同激励幅值ｐ数值积分法求解系统对不、频率的振动响应，分析激励幅值以及频率对各模型振动传递率以及振动加速度的影响。本文的工作得到以下项目支持：１９７３２０１１ＣＢ７１１１０６．计划（）２５１４７５３８８．自然科学基金重点项目（）１－３．８６３计划２０２ＡＡ１１２００１０２（）本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任

6、何其他个人或集体已经发表或撰写过的研宄成果，。对本文的研宄做出贡献的个人和集体均已在文中作了明确说明一。本人完全了解违反上述声明所引起的切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：＾．、７，５５西南交通大学硕士研究生学位论文第顷摘要橡胶阻尼材料因其良好的隔振、减振性能而被广泛应用于轨道交通车辆中。橡胶阻尼材料动力学性能非线性程度较大，然而现有各动力学软件对橡胶件仅做线性化处理，这无疑使得车辆的动力学仿真存在局限性。此外，橡胶材料力学性一。，能受温度变化影响显著，这也是绝大数现有模型尚未考虑到的因素之因此一个能

7、够同时反映振动幅值需要建立、频率以及环境温度对橡胶阻尼材料力学特性影响的非线性模型，。本文首先对目前广泛使用的机械元件模型进行分析发现通过增加元件数量可以提高模型特性拟合的准确度，但这也使得模型愈加复杂，求解困难，由于机械模型自身的特点，。此外其无法准确描述橡胶材料在广阔频域内的动力学特性，也不能体现振动幅值对材料力学特性的影响。为了能在全频域内准确描述豫胶的粘弹性模量值，并且尽可能少地引入参数，本文采用双分数微分模型，该模型能够描述耗能模量与损耗因子关于峰值两侧的不对称性。根据高聚物热力学理论，利用时温转换（简称ＴＴＳ原理）原理引

8、入温，，进而得到橡胶的综合热粘弹性