钢丝绳隔振器性能研究
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球型钢丝绳隔振器动力学特性研究a)条型钢丝绳隔振器 b)拱型钢丝绳隔振器c)蝶型钢丝绳隔振器 d)球型钢丝绳隔振器图1 钢丝绳隔振器a)拉压方向实验装置图 b)横滚方向实验装置图图2 实验装置图且考虑到实验过程中初始周期会存在一定误差,为了后续参数识别过程中得到更准确的实验数据,应使一个实验过程进行多个周期实验,取稳定周期的数据。
图4是激励幅值为3mm时,激励频率为1~6Hz谐激励下的动态循环实验迟滞环和加载速度为8mm/min图3 拉压方向不同激励频率的迟滞环3、4可知,在所求激励频率段,频率对迟滞环影响极小,准静态实验迟滞环和动态实验迟滞环的误差同样极小,可知在进行动态实验时,可直接选用准静态实验数据进行代替,准静态实验能够避免由于动态实验产生的噪声影响,使实验数据更加精确、可靠,这与以往对其他钢丝绳隔振器的研究成果一致。
图4 横滚方向不同激励频率的迟滞环图5 拉压方向不同激励幅值的迟滞环图6 横滚方向不同激励幅值的迟滞环5、图6分别表示激励幅值范围为1~拉压方向的非对称迟滞环和横滚方向的对称迟滞环。
由两图可知,球型钢丝绳隔振器迟滞环大小与激励幅值有着较大相关性,激励幅值越大迟滞环的面积越大,球型钢丝绳隔振器耗散的能量也就越多。
在拉压方向存在明显的软硬化特性,在拉伸方向存在明显的硬化刚度,在压缩方向存在明显的软化刚度。
且在拉压方向,迟滞环的形状为非对称的,表现出较强的非线性,在横滚方向由于球型钢丝绳隔振器结构的对称性,其迟滞环在进行周期运动时,其迟滞环表现出对称现象。
球型钢丝绳隔振器机理研究隔振系统的幅频特性曲线线性隔振系统理论已经成熟,在机械工程等领域应用广泛,基础激励的线性隔振系统如图7所示,图7 线性隔振系统为直角坐标系的坐标轴,设基座和设备在静止状态时的位置为原点,设向上为正,其运动微分方)()0k x y +−= 为刚度系数,c 为阻尼系数,为响应位移。
两边同时除以m 222n n n x y y ωξωω=+ (2)设基础的运动由下式给出:利用复数形式表示基础的位移y 与线性隔振系统中设备的强迫振动响应位移x :图8 幅频特性曲线 8可知,当增大系统中的线性阻尼可以降低共这直接影响了线性隔振系统在隔振区隔振效果,通过改变迟滞因子n z 中未知参数α、β、n 分析未知参数对迟滞模型的影响。
橡胶钢丝绳隔振器冲击特性试验研究谢雨轩;陈燕;车驰东【摘要】Impact stiffness and damping are important parameters for vibration isolator design. In this paper, the impact stiffness and damping of a rubber steel wire isolator are tested. The acceleration vs. time curve of the loading mass is transformed into the hysteresis loop of the isolator to solve for the impact stiffness and the equivalent damping, and the impact stiffness data is fitted by polynomial. Results under different working conditions show that in the case of small deformation, the elastic restoring force basically has a linear relationship with the deformation of the vibration isolator, and it is a cubic function of the increase of the impact displacement. The equivalent impact stiffness in the impact process is proportional to the initial impulse, but the damping increases initially and decreases later with the increasing of deformation. The above conclusions can guide the selection and application of rubber steel wire vibration isolators in engineering.%冲击刚度及阻尼是隔振器的重要参数,对隔振系统设计起重要作用。
总740期第六期2021年2月河南科技Henan Science and Technology舰船用大行程钢丝绳隔振缓冲系统的冲击特性试验研究刘浩闫明(沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳110870)摘要:传统钢丝绳隔振器工作行程有限,在冲击荷载较大时,容易导致结构打底,引发刚性碰撞现象。
基于此,本文提出了一种大行程钢丝绳隔振缓冲系统的设计方案,利用跌落冲击试验,从冲击激励幅值、脉宽两方面验证该方案的可行性,并探究其冲击特性规律。
冲击试验结果表明,不同冲击激励幅值条件下,系统的缓冲性能较好,冲击隔离率随输入激励峰值的增大有所衰减;不同激励脉宽条件下,系统响应具有较好的一致性,冲击隔离率与激励脉宽度呈负相关。
关键词:钢丝绳隔振器;缓冲性能;冲击试验;冲击隔离中图分类号:TB535.1文献标识码:A文章编号:1003-5168(2021)06-0075-03 Experimental Research on Impact Characteristics of Ship'sLarge-stroke Wire Rope Vibration Isolation and Buffer SystemLIU Hao YAN Ming(School of Mechanical Engineering,Shenyang University of Technology,Shenyang Liaoning110870)Abstract:The traditional wire rope vibration isolator has a limited working stroke,and when the impact load is large, it is easy to cause the bottom of the structure and cause the phenomenon of rigid collision.Based on the above,this paper proposed a design scheme of a large-stroke wire rope vibration isolation and buffer system,and used the drop impact test to verify the feasibility of the scheme from the impact excitation amplitude and pulse width,and explore its impact characteristics.The shock test results show that under different shock excitation amplitude conditions,the buffer performance of the system is better,and the shock isolation rate attenuates with the increase of the input excita⁃tion peak value;under different excitation pulse width conditions,the system response has good consistency,and the impact isolation rate is negatively correlated with the excitation pulse width.Keywords:wire rope vibration isolator;cushioning performance;impact test;impact isolation一直以来,舰船设备所处的工作环境十分复杂,在冲击荷载作用下,设备电气部件的抗冲击能力较弱,易发生冲击损伤,出现设备失灵、损毁等使用性能降低的情况[1]。
第42卷第1期2022年2月振动、测试与诊断Vol.42No.1Feb.2022 Journal of Vibration,Measurement&Diagnosis不同结构参数的钢丝绳隔振器抗冲击性能研究∗田浩男,单光坤,闫明,孔祥希(沈阳工业大学机械工程学院沈阳,110870)摘要传统的钢丝绳隔振器设计依赖大量试验数据,新产品开发成本高且测试周期长。
为解决此工程问题,首先,通过空间坐标系变换建立三次螺旋的钢丝绳隔振器空间轨迹方程,并利用Matlab及Pro/E软件得到钢丝绳各芯丝空间曲线及等效钢丝绳隔振器三维模型;其次,针对不同结构参数的钢丝绳隔振器,利用ABAQUS分析并计算了等效冲击刚度和冲击损耗因子,通过冲击试验对仿真结果进行验证。
研究结果表明:截面直径对等效冲击刚度的影响最为显著;螺旋直径对冲击损耗因子的影响最显著;等效冲击刚度和冲击损耗因子与几何结构参数皆呈非线性关系。
试验数据表明,仿真结果的误差不超过10%。
该研究结论可为抗冲击钢丝绳隔振器的设计和制造提供理论指导。
关键词钢丝绳隔振器;抗冲击;结构参数;等效冲击刚度;冲击损耗因子中图分类号TH122;TH123引言航空和军事设施的工作环境复杂,需要冲击衰减、高结构阻尼以及低共振放大等高性能的隔振器。
钢丝绳隔振器作为典型的非线性隔振器[1],因其良好的刚度、阻尼特性被广泛应用在各种工程领域中。
其结构参数对其抗冲击特性具有重要影响,不合理的结构参数会使隔振设备遭受二次冲击,甚至造成隔振设备损坏。
国内外学者对钢丝绳隔振器的动态特性进行了大量研究[2]。
文献[3]针对圆弧弯曲钢丝绳运用Pro/E软件建立了二次螺旋的圆弧弯曲钢丝绳几何模型。
文献[4]建立了一个简化的鼓型多芯钢丝绳隔振器有限元模型,为获得垂直静态刚度进行压缩载荷的有限元分析。
Lu等[5]建立一个简化的有限元模型,研究压缩荷载作用下的钢丝绳隔振器静刚度特性。
以上研究中的模型无法准确描述三次螺旋的钢丝绳隔振器空间轨迹。