金属橡胶刚度阻尼模型理论分析

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1、2011年1O月北京航空航天大学学报October20l1第37卷第10期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVoI．37No．10金属橡胶刚度阻尼模型理论分析朱彬马艳红洪杰(北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191)摘要：针对金属橡胶构件加工工艺特点，以金属丝螺旋卷为金属橡胶构件的微元体结构．根据金属丝螺旋卷之间不同的接触状态，以圆柱压缩螺旋弹簧理论为基础，基于材料力学和库仑摩擦模型，考虑摩擦力的影响，建立金属丝螺旋卷微元体结构的力学模型．通过对微元体接触状态和接触对数

2、目的分析，从理论上解释了金属橡胶的非线性刚度及阻尼产生的机理．该模型从细观的金属丝螺旋卷微元体上描述了金属橡胶迟滞特性的物理本质，为预测和分析金属橡胶的刚度、阻尼特性和设计金属橡胶构件提供了有效的理论基础．关键词：金属橡胶；金属丝螺旋卷；非线性刚度；迟滞回线中图分类号：V257文献标识码：A文章编号：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金属橡胶是一种适用性强的多功能性阻尼结缩、挤压刚度共同产生；阻尼是由金属丝螺旋卷间构材料，其是由金属丝卷成螺旋形，经过编织，加的接触摩擦耗能产生．金属橡胶作为具有干摩擦压成型的金属材料，具有如下特点：①高弹性；阻尼特性的材料，在航空航天领域的应用范围不②高阻尼；③

7、重量轻；④环境适应性强；⑤孔隙度断扩大，刚度和阻尼相关的研究也随之加强．目可控；⑥易于成型；⑦热机械性能好等．前，从微元体上分析金属橡胶刚度、阻尼的模型有金属橡胶是一种非线性阻尼结构材料，刚度悬臂梁模型、角锥模型、微元弹簧模型和多孔材料是由金属橡胶材料内部——金属丝螺旋卷间的压模型。．这几种模型或只考虑成型方向的载荷；收稿日期：2010-06-06；网络出版时间：2011—10-2011：26；DOI：CNKI：11-2625／V．20111020．1126．004网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／11．262

8、5．V．20111020．1126．004．html基金项目：航空基金资助项目(