悬臂梁根部金属橡胶减振器阻尼性能的实验研究

一、实验目的1. 了解阻尼现象的基本原理。

2. 测试不同材料对阻尼效果的影响。

3. 分析阻尼效果在不同频率下的变化规律。

二、实验原理阻尼现象是指系统在受到外界干扰时，其运动状态逐渐减弱直至停止的现象。

阻尼效果与材料、结构、频率等因素有关。

本实验通过测试不同材料的阻尼效果，探讨阻尼现象的基本规律。

三、实验材料与设备1. 实验材料：橡胶、塑料、木材、金属等。

2. 实验设备：振动台、数据采集器、计算机、频谱分析仪等。

四、实验步骤1. 将实验材料分别安装在振动台上。

2. 通过数据采集器记录不同材料的振动数据。

3. 利用频谱分析仪分析不同频率下的阻尼效果。

4. 比较不同材料在不同频率下的阻尼效果。

五、实验结果与分析1. 实验结果（1）橡胶材料在低频段的阻尼效果较好，高频段阻尼效果较差。

（2）塑料材料在低频段的阻尼效果较差，高频段阻尼效果较好。

（3）木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好。

（4）金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差。

2. 分析（1）橡胶材料具有良好的弹性，能够吸收振动能量，从而降低振动幅度，提高阻尼效果。

（2）塑料材料在低频段阻尼效果较差，可能是因为塑料材料在低频段难以发生弹性变形，无法有效吸收振动能量。

（3）木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好，可能是因为木材具有良好的弹性和一定的密度，能够有效吸收振动能量。

（4）金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差，可能是因为金属材料的弹性较差，难以吸收振动能量。

六、结论1. 阻尼效果与材料、结构、频率等因素有关。

2. 橡胶材料在低频段的阻尼效果较好，塑料材料在低频段的阻尼效果较差，木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好，金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差。

3. 本实验为阻尼效果的研究提供了实验依据，有助于优化材料选择和结构设计。

七、实验展望1. 进一步研究不同材料在不同温度、湿度等环境条件下的阻尼效果。

2. 研究阻尼效果与材料微观结构之间的关系。

科技成果——金属橡胶阻尼减振技术成果简介
金属橡胶阻尼减振技术是技术含量很高的关键技术，利用该技术可以制备出不同结构参数和性能特点的金属橡胶隔振器。

金属橡胶隔振器中的弹性阻尼元件是以金属丝为原材料，不含有任何普通橡胶，但经过特殊工艺成型后，阻尼元件却具有普通橡胶一样的弹性，工作中通过弹性元件变形产生的结构阻尼和元件内部金属丝接触点产生的干摩擦实现阻尼减振，具有良好的抗冲击和过临界性能，是高低温、大温差、强辐射及腐蚀环境下普通橡胶隔振器的最佳替代品。

技术指标适用的工作温度-80℃到1000℃，固有频率小于30Hz，阻尼系数可达0.35，承载能力高，范围广，能够承受空间载荷作用。

金属橡胶隔振器的刚度具有非线性，改变其预变形量，可以使隔振器具有良好的过临界性能。

应用领域金属橡胶隔振器适用于各种民品特殊工况下的阻尼减振，在高温、低温、大温差、高真空、强辐射及腐蚀环境下具有优良的阻尼减振性能。

作为我国金属橡胶技术研究领域最具研发实力的团队，与俄罗斯具有联合实验室和良好的合作关系。

主要应用成果
1、2003年，获黑龙江省科学技术二等奖和国防科工委科学技术三等奖各一项；
2、已获中国发明专利和俄罗斯发明专利各1项，实用新型专利5项；
3、已开发研制多种规格尺寸和不同性能特点的金属橡胶隔振器，可供不同工况选用。

悬臂钢梁动力特性的测定结果分析讨论航空航天中用到的许多结构件可简化为悬臂薄板模型，薄板结构越来越广泛应用于工业结构中，由于科技水平的进步，对结构件的要求越来越高，悬臂薄板的动力学特性分析及减振研究已成为一个重要课题。

利用粘弹性阻尼材料抑制振动是目前对振动结构普遍采用的方法，由于粘弹性阻尼材料可以有效的提高系统的阻尼，达到显著的减振效果，在工程中广为应用。

对于悬臂薄板结构的研究，一个重要方向是结构的振动特性问题，另一个是振动控制问题，本文针对悬臂薄板和粘弹性约束层阻尼悬臂板复合结构进行动力学特性研究。

首先对悬臂板的固有特性进行了分析，给出了悬臂板固有特性的解析方法、有限元仿真解法以及实验分析方法，并将三种方法得到的结果进行了对比，验证了方法的正确性。

其次,采用实验测试与有限元计算相对照的方式,对悬臂板的振动响应进行了分析，计算并测试了悬臂板在基础激励和单点激励下的共振响应，得到的结果比较接近，进一步验证了有限元建模与求解方法的正确性，以及用于预估振动响应的可靠性。

再次，介绍了粘弹性材料的本构关系模型，阐述了其具体在有限元ANSYS软件中的求解方法，建立了粘弹性约束层阻尼-悬臂板复合结构的有限元模型，并对其固有频率和损耗因子进行了计算。

同时开展振动测试，获得粘弹性约束层阻尼-悬臂板复合结构的固有频率、模态阻尼比，并讨论了粘弹性阻尼层、约束层的结构和材料参数以及粘弹性约束层阻尼粘贴位置、粘贴面积对复合结构振动特性的影响。

最后，介绍了实验方法和实验系统,对粘贴粘弹性约束层阻尼的悬臂板进行了实验测试分析。

在提出了减振效果综合评价指标的基础上,基于有限元计算和实验测试方法，对粘贴粘弹性约束层阻尼前后悬臂板的振动特性进行了对比分析，从固有频率、模态阻尼比、振动响应、应变和应力等多方面对粘弹性约束层阻尼的减振效果进行了评价。

关键词:悬臂板;粘弹性约束层阻尼;振动特性;振动响应;减振有效性。

实验题目悬臂梁一阶固有频率及阻尼系数测试说明：在下面的数据处理中，如11A ，11d T ，1δ，1ξ，1n T ，1n ω：表示第一次实验中第一、幅值、对应幅值时间、变化率、阻尼比、无阻尼固有频率。

第二次和和三次就是把对应的1改成2或3.由于在编缉公式时不注意２，３与平方，三次方会引起误会，请老师见谅！！Ap0308104 陈建帆 2006-7-1实验题目：悬臂梁一阶固有频率及阻尼系数测试一、 实验要求以下：1. 用振动测试的方法，识别一阻尼结构的（悬臂梁）一阶固有频率和阻尼系数；2. 了解小阻尼结构的衰减自由振动形态；3. 选择传感器，设计测试方案和数据处理方案，测出悬臂梁的一阶固有频率和阻尼根据测试曲线，读取数据，识别悬臂梁的一阶固有频率和阻尼系数。

二、实验内容识别悬臂梁的二阶固有频率和阻尼系数。

三 、测试原理概述：1，瞬态信号可以用三种方式产生，有脉冲激振，阶跃激振，快速正弦扫描激振。

2，脉冲激励 用脉冲锤敲击试件，产生近似于半正弦的脉冲信号。

信号的有效频率取决于脉冲持续时间 τ，τ越小则频率范围越大。

3. 幅值：幅值是振动强度的标志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。

频率：不同的频率成分反映系统内不同的振源。

通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小，可以看到共振时的频率，也就可以得到悬臂梁的固有频率 4、阻尼比的测定自由衰减法 : 在结构被激起自由振动时，由于存在阻尼，其振幅呈指数衰减波形，可算出阻尼比。

一阶固有频率和阻尼比的理论计算如下：113344423.515(1)2=210;70;4;285;7800;,1212,, Ix= 11.43 cm Iy= 0.04 cm 0.004 2.810,,1x y y f kg E pa b mm h mm L mm mab a bI I I m m E L πρρ-----------⨯======⨯=⨯固x y ＝式惯性矩：把数据代入I 后求得载面积：S ＝bh=0.07m 把S 和I 及等数据代入（）式，求得本41.65()HZ 固理悬臂梁理论固有频率f ＝阻尼比计算如下：2221111220,2,........ln ,,22;n d n n nd n d n T ii i j ji i i i j i i i j i n d i jn d n d d d d x dx c kx dt dtc e A A A A A T A T T ξωξωωξωωωξωωηηδξωωωωωπδπξ++-++++++++=++===≈==⨯⨯⨯==≈2二阶系统的特征方程为S 微分方程：m 很少时，可以把。

橡胶隔振器的阻尼特性分析和优化设计橡胶隔振器作为一种常用的隔振装置，在许多工程领域中起到了重要的作用。

其主要目的是通过利用橡胶材料的弹性和耐久性来减少振动和噪音传递，从而保护设备和结构的完整性和稳定性。

本文将对橡胶隔振器的阻尼特性进行分析，并提出优化设计的方法。

1. 橡胶隔振器的工作原理橡胶隔振器主要通过橡胶材料的弹性来减震，其工作原理可以简单概括为“弹性减振”。

当外部振动作用于橡胶隔振器时，橡胶材料会受到力的作用而产生变形。

由于橡胶材料的弹性特性，它可以吸收和储存能量。

当外部振动停止或减小时，橡胶材料会释放储存的能量，从而减少振动的传递。

2. 阻尼特性分析阻尼特性是衡量橡胶隔振器减振效果的重要指标之一。

它描述了橡胶隔振器对振动的吸收和耗散能力。

一般来说，存在两种阻尼方式：粘性阻尼和干摩擦阻尼。

2.1 粘性阻尼粘性阻尼是橡胶隔振器材料内部分子间的内摩擦所引起的，它是与振动速度成正比的阻尼力。

对于橡胶材料而言，其粘性阻尼通常较小，主要是弹性阻尼起主导作用。

粘性阻尼的大小可以通过阻尼比来衡量。

阻尼比的定义为阻尼力与临界阻尼力之比。

较大的阻尼比意味着较大的粘性阻尼，从而可以提供更好的振动控制效果。

2.2 干摩擦阻尼干摩擦阻尼是指橡胶材料表面与接触体之间发生的相对滑动所产生的阻尼力。

这种阻尼力主要与橡胶材料表面的摩擦系数和接触体之间的压力相关。

干摩擦阻尼相对于粘性阻尼而言，具有较大的阻尼力，因此可以提供更好的振动控制效果。

3. 优化设计方法为了优化橡胶隔振器的阻尼特性，需要从以下几个方面进行设计和改进。

3.1 材料选择橡胶材料的选择对于隔振效果至关重要。

一般来说，橡胶材料应具有较好的弹性特性和耐久性，以保证其长期稳定的工作能力。

同时，根据具体的工程需求，可以选择具有较高或较低摩擦系数的橡胶材料，以实现不同的阻尼效果。

3.2 结构设计橡胶隔振器的结构设计也对阻尼特性有一定影响。

设计人员可以通过调整隔振器的形状、尺寸和刚度来改变其振动响应特性。

新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究共3篇新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究1新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究随着城市化进程的不断推进，建筑物的高度和体积不断增加，地震对建筑物的破坏也成为人们极为关注的问题。

在地震中，当地基和建筑物发生相对运动时，会产生巨大的能量和毁灭性的震动波，给建筑物和人民带来极大的伤害和损失。

因此，针对地震的减震技术和装置成为人们研究的热点。

其中，金属阻尼器因其自身具备的良好减震效果被广泛应用，在建筑物结构的地震减振方面起着重要的作用。

不同于传统的铅芯阻尼器，新型金属阻尼器的主要优点在于其具有更高的阻尼比和更广泛的可控性，可以为建筑物结构的地震减振提供更好的解决方案。

本文就对新型金属阻尼器的试验及理论研究进行分析和探讨，以期为建筑物的减震设计提供参考。

一、试验研究试验是新型金属阻尼器研究的核心内容之一，通过对金属阻尼器的试验研究可以获得其具体减振效果和性能指标。

下面我们分别从试验方案、试验装置和试验结果三个方面进行分析。

（一）试验方案实验方案的设计需要考虑到金属阻尼器的结构特点、试验目的和试验要求等因素。

针对新型金属阻尼器，试验方案的设计需要从以下几个方面进行考虑：1.试验材料的选择：试验所选用的金属材料需要具备良好的弹性、延展性和强度等性能，同时还需要考虑到成本和可操作性等因素。

2.试验样本的尺寸和形状：试验样本的尺寸和形状需要与实际使用情况相符合，可以通过模型缩放和现场测量等手段进行确定。

3.力学参数的测定：试验过程中需要测定的力学参数包括阻尼比、刚度、周期等，需要通过适当的装置和测试手段进行测定。

（二）试验装置试验装置需要满足试验方案的要求，并保证试验过程的稳定性、可重复性和数据准确性等因素。

针对新型金属阻尼器，试验装置的设计需要从以下几个方面进行考虑：1.试验台架的设计：试验台架需要保证试验样本的稳定性和可靠性，并且需要与样本的尺寸和形状相适应。

2.载荷装置的设计：载荷装置需要使用高精度的负荷传感器和测量仪器，确保加载过程的平稳和数据的准确性。

悬臂梁振动参数测试实验悬臂梁是一种常见的结构，广泛应用于工程领域。

在实际应用中，悬臂梁的振动参数对结构的稳定性和性能有重要影响。

因此，进行悬臂梁振动参数测试实验具有重要意义。

悬臂梁的振动参数主要包括自然频率、阻尼比和模态形态等。

自然频率是指悬臂梁在无外界力作用下固有振动的频率。

阻尼比是描述悬臂梁振动衰减速度的参数。

模态形态是指悬臂梁不同振型下的振动特征。

悬臂梁的振动参数测试实验可以通过使用加速度传感器和激励源等测量设备进行。

实验流程如下：首先，确定悬臂梁的几何尺寸和材料参数。

将悬臂梁固定在实验平台上，并保证其支座位置与实际使用条件相同。

接下来，以悬臂梁的自然频率为目标进行实验。

采用激励源施加不同频率的激励信号，并通过加速度传感器测量相应的振动响应。

利用悬臂梁的振幅-频率响应曲线，可以得到悬臂梁的自然频率。

然后，以阻尼比为目标进行实验。

在悬臂梁上施加周期性激励信号，在加速度传感器的测量下获取悬臂梁的振动响应。

利用悬臂梁的振幅-时间曲线，可以计算出悬臂梁的阻尼比。

最后，以模态形态为目标进行实验。

通过在悬臂梁不同位置施加冲击或连续激励信号，可以观察到悬臂梁的振动模态。

利用高速摄像机或激光干涉仪等设备，可以记录下悬臂梁不同振型的形态，从而得到悬臂梁的模态形态。

实验完成后，可以对悬臂梁的振动参数进行分析和评价。

如果实测值与设计值或理论值相符，则说明实验结果准确可靠；如果存在较大偏差，则可能需要重新检查实验方法或设计参数。

总之，悬臂梁振动参数测试实验是一个关键的工程实验，可以用于评估和改进悬臂梁的振动性能。

通过合理设计实验方案和选用合适的测量设备，可以得到准确的振动参数，为悬臂梁的设计和应用提供有力支持。

金属橡胶技术在转子支承系统中的阻尼减振应用研究摘要：介绍了金属橡胶材料的阻尼减振性能，重点阐述了金属橡胶技术在转子支承系统中阻尼减振的应用，同时对金属橡胶构件在转子支承系统中应用的未来发展趋势进行了展望。

关键词：金属橡胶；阻尼减振；转子支承系统中图分类号：f767.5 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）17-0059-020 引言金属橡胶材料起源于二十世纪70年代初期的前苏联，是通过将具有一定质量的、拉伸开的、螺旋状的金属丝有序地排放并制成毛坯，然后用冷冲压成型并经热处理而成的新型精细结构材料[1]。

由于其内部有很多孔洞，既呈现类似橡胶材料的弹性和阻尼性能，又保持着金属的优异特性，俗称金属橡胶（metal rubber）。

目前，俄罗斯在这个研究领域处于领先地位，并已经广泛的应用于航空航天等领域[2]。

我国对金属橡胶技术研究虽然仅有十几年的时间，却得到了越来越多的重视，并已经在大型工业设备的减振密封领域和航天航空等领域得到了实际应用。

金属橡胶的制备工艺、相关理论和性能特点等已经开始被广泛研究，本文作者通过分析、总结相关研究文献，重点介绍了金属橡胶在转子支承系统中阻尼减振方面的应用研究。

1 金属橡胶的阻尼减振性能金属橡胶内部呈现出金属丝相互交错勾联形成的空间网状结构，这种类似橡胶的大分子链状形态使他它具有一定的刚度，振动时金属丝之间产生挤压、滑移和干摩擦，又可以耗散大量的振动能量，从而起到阻尼减振的作用[1]。

与橡胶材料不同的是，由于金属橡胶的原材料及制造工艺和橡胶材料存在巨大的差异，二者之间所表现出来的弹性阻尼变化规律也就存在着明显的不同。

由于金属橡胶材料的稳定性和硬度几何特性，保证了其弹性阻尼特性主要受载荷频率和变形幅值的影响，而受环境温度的影响很小。

2 金属橡胶在转子支承系统中的阻尼减振应用由于金属橡胶阻尼减振构件具有阻尼性能好、重量轻、且易制成各种形状、环境适应能力强、可调节刚度等一系列优点，在高速旋转机械中的得到了成功的应[2-4]。