T型橡胶减振器非线性特性分析与预压缩量设计

作     者：商霖 张海瑞 宋志国 孙向春 金晶 SHANG Lin;ZHANG Hairui;SONG Zhiguo;SUN Xiangchun;JIN Jing

作者机构：中国运载火箭技术研究院北京100076 

出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)

年 卷 期：2023年第55卷第8期

页      面：72-78页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 08[工学] 082601[工学-武器系统与运用工程] 082501[工学-飞行器设计] 080203[工学-机械设计及理论] 0826[工学-兵器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 082602[工学-兵器发射理论与技术] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0701[理学-数学] 

基　　金：国家自然科学基金(U20B2028) 

主　　题：T型减振器 非线性动力学模型 等效刚度 频响函数 传递特性 

摘      要：为研究T型橡胶减振器的结构型式和材料性能对其非线性动力学特性的影响,并提高其对飞行环境的适应能力,改善其在恶劣环境下的使用性能,提出了一种含分段线性刚度及阻尼和立方刚度的双层级非线性动力学模型。首先,对T型橡胶减振器进行了简化建模,并采用等价线性化方法,推导得到了分段线性系统的等效刚度和等效阻尼。其次,利用谐波平衡法分别数值模拟了等幅值外力载荷正弦扫频激励下分段线性刚度系统和立方刚度系统的非线性频响函数,验证了构建模型的有效性。最后,进行了T型橡胶减振系统在基础位移正弦扫频条件下的传递特性试验,并与数值计算结果进行了比对。研究结果表明,针对T型橡胶减振器,较低激励载荷即可导致结构型式的渐进软化,较高激励载荷才能引发材料性能的动态软化;该模型能够较好的模拟T型橡胶减振器具有的渐软刚度和渐小阻尼的非线性特性。此外,从航天工程应用的角度出发提出了针对大过载、强振动环境进行预压缩量设计的方法。