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金属橡胶迟滞特性本构模型研究

朱彬 马艳红 张大义 洪杰

金属橡胶迟滞特性本构模型研究

朱彬, 马艳红, 张大义, 洪杰
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  • 金属橡胶作为一种新型阻尼材料, 其原材料及加工工艺具有一定特殊性. 基于材料的细观结构特征, 选取了金属丝螺旋卷作为金属橡胶的基本微元体结构, 并以圆柱压缩螺旋弹簧理论为基础, 分别建立了横向和纵向排列微元体结构的刚度. 鉴于库仑摩擦模型, 分别建立三种接触状态螺旋卷接触对的力学模型. 考虑整个加工工艺流程的特点, 分析了不同接触状态数目变化规律, 建立了金属橡胶迟滞特性本构模型. 从理论上解释了金属橡胶迟滞特性的特点, 以及刚度和阻尼非线性的产生机理. 最后, 通过对比不同相对密度金属橡胶试件的理论和试验结果, 验证了理论模型的适用性. 本模型从螺旋卷微元体结构上描述了金属橡胶迟滞特性, 为工程上预测和分析金属橡胶的刚度、阻尼特性和设计金属橡胶产品提供了有效的理论基础.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51101008, 51105022)和凡舟青年科研基金(批准号: 20110402)资助的课题.
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    Bugra E, Luo H, Darren H 2009 Proceedings of the 17th American Institute of Aeronautics and Astronautics Palm Springs, California, May 4–7, 2009 2521

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    Hong J, Zhu B, Ma Y H 2011 Proceedings of ASME TURBO EXPO Vancouver, Canada, June 6–10, 2011 45772

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    Li Y Y 2005 Ph. D. Dissertation (Xian: Xian Jiaotong University) (in Chinese) [李宇燕 2005 博士学位论文 (西安:西安交通大学)]

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    Zhang Y H, Liu H H, Wang D C 2008 Spring manual (Beijing: China Machine Press) p280–400 (in Chinese) [张英会, 刘辉航, 王德成 2008 弹簧手册 (北京: 机械工业出版社) 第280—400页]

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    Chegodayev D E (Translated by Li Z Y) (Russia) 2000 The Designing of Components Made of Metal Rubber (Beijing: Publishing Company of National Defence Industry) pp99–124 (in Chinese)[契戈达耶夫 D E. 著 李中郢译 2000 金属橡胶构件的设计 (北京: 国防工业出版社) 第99—124页]

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出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-13
  • 修回日期:  2012-04-05
  • 刊出日期:  2012-04-05

金属橡胶迟滞特性本构模型研究

  • 1. 北京航空航天大学能源与动力工程学院航推系, 北京 100191
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51101008, 51105022)和凡舟青年科研基金(批准号: 20110402)资助的课题.

摘要: 金属橡胶作为一种新型阻尼材料, 其原材料及加工工艺具有一定特殊性. 基于材料的细观结构特征, 选取了金属丝螺旋卷作为金属橡胶的基本微元体结构, 并以圆柱压缩螺旋弹簧理论为基础, 分别建立了横向和纵向排列微元体结构的刚度. 鉴于库仑摩擦模型, 分别建立三种接触状态螺旋卷接触对的力学模型. 考虑整个加工工艺流程的特点, 分析了不同接触状态数目变化规律, 建立了金属橡胶迟滞特性本构模型. 从理论上解释了金属橡胶迟滞特性的特点, 以及刚度和阻尼非线性的产生机理. 最后, 通过对比不同相对密度金属橡胶试件的理论和试验结果, 验证了理论模型的适用性. 本模型从螺旋卷微元体结构上描述了金属橡胶迟滞特性, 为工程上预测和分析金属橡胶的刚度、阻尼特性和设计金属橡胶产品提供了有效的理论基础.

English Abstract

参考文献 (14)

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