下载文档原格式
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。
金属橡胶环和磁悬浮阻尼器对磁轴承转子系统不平衡振动的影响谢振宇;牟伟兴;窦忠才;黄佩珍【摘要】在磁悬浮轴承柔性转子系统中同时引入金属橡胶环和磁悬浮阻尼器,通过理论计算和系统高速旋转实验分析了金属橡胶环和磁悬浮阻尼器对系统不平衡振动的影响.研究结果表明:在一定范围内,转子在第一阶弯曲模态频率处的振动随金属橡胶环刚度和阻尼的变化而明显改变;同时引入金属橡胶环和磁悬浮阻尼器可显著减小转子在前两阶弯曲临界转速运行时的振幅,有助于简化磁轴承的控制策略,保障系统安全稳定的运行.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2010(021)006【总页数】4页(P635-638)【关键词】磁悬浮轴承;金属橡胶;磁悬浮阻尼器;刚度;阻尼【作者】谢振宇;牟伟兴;窦忠才;黄佩珍【作者单位】南京航空航天大学,南京,210016;南京航空航天大学,南京,210016;南京航空航天大学,南京,210016;南京航空航天大学,南京,210016【正文语种】中文【中图分类】TH133.30 引言磁悬浮轴承具有传统轴承无可比拟的优点,但也存在等效刚度与阻尼较小,转子难以越过弯曲临界转速等不足[1-4]。
目前国内外普遍采用基于现代控制理论的各种控制策略来提高支承阻尼,但这些控制策略比较复杂[2-4]。
已有研究表明,将磁悬浮轴承支承在金属橡胶环上,利用弹性基础的减振作用,可以明显减小转子在第一阶弯曲模态频率处的振动[5];在合适位置增加磁悬浮阻尼器可有效增大系统的前两阶弯曲模态阻尼,改善磁悬浮轴承柔性转子系统的动态性能[6]。
在文献[5-6]的基础上,本文首先分析不同金属橡胶环刚度和阻尼参数对系统动态性能的影响,然后将金属橡胶环和磁悬浮阻尼器同时引入系统中,研究整个系统的不平衡振动。
1 实验装置图1为实验装置的结构示意图,包括轴向传感器1、径向磁轴承2和8(包含金属橡胶环和径向传感器)、转子3、轴向磁轴承4、内置高频电机5、径向磁悬浮阻尼器6(内含金属橡胶环和位移传感器)、基座7。
圆锥滑动轴承-转子系统中金属橡胶阻尼器力学性能研究李胜波;闫辉;姜洪源;A.M.Ulannov
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2011(042)001
【摘要】针对金属橡胶材料优良的阻尼性能,设计了应用于圆锥滑动轴承-转子系统中的金属橡胶阻尼器,制备了专用实验台,在其既承受转子不平衡力等径向栽荷又承受轴向载荷作用下,研究了轴向力对金属橡胶阻尼器刚度及能量耗散系数的影响,得到了金属橡胶阻尼器刚度、阻尼性能随变形幅值及轴向载荷的变化关系式,为金属橡胶阻尼器在圆锥滑动轴承-转子系统中的实际应用奠定了基础.
【总页数】4页(P167-170)
【作者】李胜波;闫辉;姜洪源;A.M.Ulannov
【作者单位】哈尔滨工业大学机电学院,黑龙江哈尔滨,150001;黑龙江科技学院机械学院,黑龙江哈尔滨,150027;哈尔滨工业大学机电学院,黑龙江哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学机电学院,黑龙江哈尔滨,150001;萨马拉航空航天大学,飞行器设计系,俄罗斯,萨马拉,443086
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.31
【相关文献】
1.在滑动轴承转子系统中挤压油膜阻尼器的减振特性分析 [J], 张家忠;郑铁生
2.金属橡胶环和磁悬浮阻尼器对磁轴承转子系统不平衡振动的影响 [J], 谢振宇;牟
伟兴;窦忠才;黄佩珍
3.基于可控挤压油膜阻尼器的滑动轴承-转子系统减振特性研究 [J], 沈轶钒;王小静;张瑾;李召伦;陈超
4.金属橡胶阻尼器在转子系统中的应用 [J], 郭宝亭;朱梓根
5.滑动轴承-转子系统中金属阻尼器的减振特性 [J], 李召伦;王小静;沈轶钒;陈超;董健
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
金属橡胶-聚氨酯复合材料减振性能研究郑孝源;任志英;吴乙万;白鸿柏;黄健萌;谭桂斌【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2024(38)6【摘要】针对单一减振材料无法兼具高阻尼与高刚度的弊端,本工作提出了一种新的复合材料,即将三维空间网状结构的金属橡胶(EMWM)作为基体,聚氨酯(PU)作为增强体,并采用真空渗流的方式制备了具有高阻尼与高刚度的金属橡胶-聚氨酯(EMWM-PU)复合材料。
通过EMWM与EMWM-PU复合材料的准静态压缩试验,发现界面摩擦的引入使得EMWM-PU复合材料的耗能与刚度特性得到显著提升。
此外搭建了复合材料管路减振测试平台,以平均振动加速度级和插入损失作为评价指标,研究了EMWM密度、激振量级、安装时的预紧间距对管路减振性能的影响。
结果表明,EMWM-PU复合材料在5~1 000 Hz频段范围内均具有优异的减振效果,且复合材料中基体材料EMEM的密度越小、安装时的预紧间距越大,减振效果越好。
本研究有效拓宽了复合材料的应用范围,也为金属橡胶复合材料的设计和应用提供了有效的指导。
【总页数】7页(P267-273)【作者】郑孝源;任志英;吴乙万;白鸿柏;黄健萌;谭桂斌【作者单位】福州大学机械工程及自动化学院;广东工业大学机电工程学院【正文语种】中文【中图分类】O328;TB535.1【相关文献】1.金属橡胶阴尼元件减振性能的试验研究2.金属橡胶包覆管路阻尼结构减振性能研究3.填充MRE的纤维金属混杂复合材料梁阻尼减振性能研究4.金属橡胶-碟簧复合吊架的减振抗冲性能研究5.多孔型橡胶填充金属波纹板隔声和减振性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第26卷 第6期2006年12月航 空 材 料 学 报J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LSV ol 26,N o 6D ecember 2006高低温环境金属橡胶减振器阻尼性能试验研究侯军芳,白鸿柏,李冬伟,王尤颜,陶 帅(军械工程学院自行火炮教研室,河北石家庄050003)摘要:针对金属橡胶材料的轴向强非线性特性对原有基于曲线拟合的比阻尼测试方法进行改进,消除拟合误差,从而提高测试精度。
以高温和低温等极端环境下的阻尼减振需求为背景,对设计制作的固支圆盘金属橡胶减振器进行高温和低温环境下的阻尼性能试验研究。
研究结果表明,金属橡胶减振器在低温-70 至高温300 的温度范围内具有良好而稳定的阻尼性能,动态平均刚度随温度升高有所下降,阻尼性能和承载能力对温度的依赖性远小于粘弹性阻尼材料。
关键词:金属橡胶;高低温环境;阻尼测试;减振器中图分类号:TH 113 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2006)06-0050-05收稿日期:2005-10-11;修订日期:2006-02-21基金项目:武器装备重点基金资助项目(6140420)作者简介:侯军芳(1981 ),男,硕士研究生,(E-m a il)hou fj1234@163.co m传统的减振缓冲材料如橡胶材料能够满足一般环境下减振缓冲的需要,因而得到广泛应用。
但其缺点也是显而易见的,在较宽的温域下,橡胶材料的阻尼性能和力学特性不够稳定,承载能力也较低,特别是随环境温度的升高,橡胶的承载能力显著下降,而且橡胶材料的导热性较差,这就使在较宽温域下的减振缓冲问题难以得到很好地解决。
金属橡胶材料正是在不断克服橡胶材料的这些不足的努力中发展起来的一种功能结构材料,由细金属丝经一定工序[1]制成,具有类似橡胶材料那样的空间网状链接结构,当受到载荷作用产生变形时,宏观上呈现类似粘弹性材料的非线性滞迟泛函本构关系,微观上表现为细金属丝缠绕结构之间的滑移、摩擦、挤压和变形,由此耗散大量的振动能量,起到减振缓冲的作用。
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）17-0059-02
0 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]。
王新、朱梓根等[5]在1997年开发出了一种环形金属橡胶减振器阻尼器（rmrd）并用于转子支承系统。
实验研究表明，这种金属橡胶减振阻尼器具有很好的减振性能，甚至超过了挤压油膜阻尼器，而且有效地解决了非线性问题。
郭宝亭等人[4]通过把环形金属橡胶减振器与折叠式鼠笼弹支形成组合支承，这种折返式鼠笼弹支主要来提供组合弹支的刚度，而金属橡胶材料结构提供阻尼和部分刚度，即主要利用金属橡胶材料的刚度特性的线性段和软特性段。
随着转速的不断增大，当转速达到某阶临界转速时，振动达到最大，此时可以充分发挥金属橡胶材料结构的阻尼耗能作用，降低和减弱转子在临界转速时的振动。
同时增大转子系统的阻尼，抑制转子系统的自激振动，提高失稳阈值转速。
郭等人还把该组合支承应用在了氢涡轮泵转子上，试验研究及
理论分析结果表明，金属橡胶减振器减振效果十分明显，与其它类型的减振阻尼器相比，具有制作工艺、安装条件几乎不受限制的特点。
马艳红[6]提出了一种带有金属橡胶外环的自适应挤压油膜阻尼器，该阻尼器油膜外环是金属橡胶制成，油膜力和金属橡胶弹性环复杂的流固耦合作用改善了系统高度非线性，研究表明：这种自适应挤压油膜阻尼器能够更好的抑制转子系统的非协调响应，具有更好的减振效果。
姜洪源等在2009年提出了一种新型金属橡胶挤压油膜阻尼器（sfd/mr）[7]。
该阻尼器的与传统的挤压油膜阻尼器相比，具有充分能够利用金属橡胶弹性阻尼与节流特性的突出特点，在该阻尼器的可动外环与壳体之间安装了金属橡胶弹性环，轴颈与可动外环的轴向端面安装了金属橡胶端部密封环。
金属橡胶环弹性特性能有效地改善系统的非线性，一定程度上缓解了传统挤压油膜阻尼器的刚度非线性问题。
谢振宇等[8]在磁悬浮轴承柔性转子系统中同时引入磁悬浮阻尼器和金属橡胶环，通过系统高速旋转实验分析并理论分析了金属橡胶环和磁悬浮阻尼器对系统不平衡振动的影响，结果表明，金属橡胶环和磁悬浮阻尼器的同时引入，可以减小转子在整个转速范围内的不平衡振幅，保障系统可靠的运行。
李胜波等[2]建立了金属橡胶构件迟滞回线边界变形过程力学模型，针对不同相对密度金属橡胶构件，推导了出了非线性迟滞恢复力表达式。
同时对金属橡胶阻尼环进行了实验研究，分析了简谐激励载荷作用下阻尼环动力学的特性，并把该阻尼环用于圆锥滑动轴承-转子实验系
统[3]，研究了在不平衡力等径向载荷和轴向载荷作用下，轴向力对金属橡胶阻尼器刚度和能量好散系数的影响，为进一步研究金属橡胶阻尼环在转子支承系统上的应用奠定了基础。
3 结语
目前，无论是在实验方面还是理论方面，尽管研究人员已经对金属橡胶材料及其在转子支承系统方面应用的研究取得了一定的进展，但由于金属橡胶材料在国内发展时间较短，许多方面的研究还不够成熟，需要进一步深入研究：例如，由于金属橡胶的结构和制造工艺的特殊性，在制造过程中金属丝螺旋圈直径、螺旋卷的拉伸缠绕方式、最后冷压成型的压力、保持时间、压制速度等都是影响金属橡胶构件性能的主要因素，这些因素的变化都可能使金属橡胶模型参数存在着不确定性，在使用过程中由于预紧力的变化，摩擦磨损等因素的影响，都将导致其模型参数产生不确定性，因此要想设计出更具鲁棒性的振动抑制系统，就必须探索新的设计方法及理念。
参考文献：
[1]李玉龙，何忠波，白鸿柏等.金属橡胶的研究及应用进展[j]. 兵器材料科学与工程，2011，34（1）：101-108.
[2]李胜波，闫辉，姜洪源，陈亮.应用于高速转子系统的金属橡胶阻尼环动力特性分析[j].物理学报，2012（01）.
[3]李胜波，闫辉，姜洪源等.圆锥滑动轴承-转子系统中金属橡胶阻尼器力学性能研究[j].功能材料，2011，42（1）.
[4]郭宝亭，朱梓根.金属橡胶阻尼器在转子系统中的应用[j]. 航空动力学报，2003，18（5）：663-668.
[5]王新，朱梓根.环形金属橡胶减振器[j].航空动力学报，1997，12（2）：143-145.
[6]马艳红.金属橡胶外环自适应挤压油膜阻尼器实验研究[d].
北京航空航天大学硕士学位论文，2002：55.
[7]张蕊华，姜洪源，夏宇宏，等.金属橡胶挤压油膜阻尼器刚度分析[j].湖南科技大学学报，2009，24（1）：28-31.
[8]谢振宇，牟伟兴，窦忠才，黄佩珍.金属橡胶环和磁悬浮阻尼器对磁轴承转子系统不平衡振动的影响[j].中国机械工程. 2010，21（6）.。
