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刚度特性对八连杆隔离器隔振、隔冲性能的影响分析

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振动与冲击 2020年第11期39卷 288-294页

作者：高鹏杜志鹏张磊闫明沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870 海军研究院北京100161

为提高惯导设备隔离器的防护能力,设计了一种能够大幅度卸载任意方向冲击载荷的多杆并联隔离器,并选择能以小变形承受大载荷的碟簧作为弹性元件。同时,为分析隔离器的刚度特性及其对隔离器隔振、隔冲性能的影响,进行了准静态压缩实验、... 详细信息

为提高惯导设备隔离器的防护能力,设计了一种能够大幅度卸载任意方向冲击载荷的多杆并联隔离器,并选择能以小变形承受大载荷的碟簧作为弹性元件。同时,为分析隔离器的刚度特性及其对隔离器隔振、隔冲性能的影响,进行了准静态压缩实验、振动试验和冲击试验。研究发现,随着隔冲杆中碟簧数量增加,预紧力增大,弹性元件的准零刚度特性渐强,垂向及水平向隔振能力产生不同程度的削弱。在隔冲性能上,当准零刚度特性较为明显时,试验和仿真计算得到的加速度响应峰值更大,但随冲击载荷增加,隔离率趋于稳定。最后得出,当弹性元件具有较弱的准零刚度特性时,有利于保证隔离器在复杂冲击环境下,保持较好隔振、隔冲能力,为多杆并联隔离器的优化设计提供了参考。

关键词：隔离器碟簧准零刚度隔冲性能

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一种新型恒力限位器的隔冲性能研究

船舶力学 2016年第1期20卷 216-221页

作者：张春辉曾凡明计晨张玮温肇东海军工程大学武汉430033 海军装备研究院北京100161

针对隔振器和传统的限位器配套使用时会产生二次冲击的问题,基于力的合成法则,设计了一种新型恒力限位装置,建立了相应的恒力限位隔冲系统模型,分析了限位器安装间隙和恒力值对系统抗冲击性能的影响,并与线性限位隔冲系统、无限位线性... 详细信息

针对隔振器和传统的限位器配套使用时会产生二次冲击的问题,基于力的合成法则,设计了一种新型恒力限位装置,建立了相应的恒力限位隔冲系统模型,分析了限位器安装间隙和恒力值对系统抗冲击性能的影响,并与线性限位隔冲系统、无限位线性隔冲系统的冲击响应进行了对比。参数影响分析结果表明对于某一确定的安装间隙,存在一个最优恒力值使得恒力限位隔冲系统的缓冲系数最小。冲击响应的对比分析表明新型恒力限位隔冲系统比传统的线性限位隔冲系统和无限位线性隔冲系统具有更好的抗冲击性能。

关键词：恒力限位器隔冲性能安装间隙缓冲系数

负载质心位置对并联八杆隔冲平台隔冲性能的影响

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机械工程与自动化 2022年第2期 36-38页

作者：赵斯洋孟宪松梁松沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳110870

为探究负载质心位置对并联八杆隔冲平台隔冲性能的影响规律,首先设计了一种新型并联八杆隔冲平台,因该隔冲平台具有对称性,可将空间三维模型简化为平面模型处理,然后通过螺旋理论计算出结构的空间自由度,验证了该模型结构的合理性,最后... 详细信息

为探究负载质心位置对并联八杆隔冲平台隔冲性能的影响规律,首先设计了一种新型并联八杆隔冲平台,因该隔冲平台具有对称性,可将空间三维模型简化为平面模型处理,然后通过螺旋理论计算出结构的空间自由度,验证了该模型结构的合理性,最后利用仿真软件对负载在不同质心位置下进行了仿真计算。仿真结果表明:隔冲平台垂向冲击下的冲击加速度响应幅值较横向冲击下的加速度响应幅值大15 g左右;横向冲击下位移响应幅值是垂向冲击下位移响应幅值的2倍左右;质心位置垂向变化对其隔冲性能影响较横向变化大,垂向变化和横向变化下加速度响应近似线性变化,并得出了垂向变化下抗冲击敏感区间。

关键词：并联八杆隔冲平台隔冲性能负载质心位置

基于粘弹理论对纺织材料低速冲击下隔冲性能的研究

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基于粘弹理论对纺织材料低速冲击下隔冲性能的研究

作者：徐秋月上海工程技术大学

学位级别：硕士

在现代社会中,由≦25m/s低速冲击引起的伤害有明显增多的趋势。在工程领域中,采用粘弹性材料被认为是隔断冲击的一种实用、有效的方法。本课题重点探讨作为防护结构缓冲层材料的经编间隔织物粘弹性与低速冲击隔冲性能的关系,并基于此对... 详细信息

在现代社会中,由≦25m/s低速冲击引起的伤害有明显增多的趋势。在工程领域中,采用粘弹性材料被认为是隔断冲击的一种实用、有效的方法。本课题重点探讨作为防护结构缓冲层材料的经编间隔织物粘弹性与低速冲击隔冲性能的关系,并基于此对低速冲击防护结构提出改进设想,这一研究对指导低速冲击防护结构的构建具有重要意义。论文基于粘弹性理论,设计并搭建了简易的纯弹性和纯粘性实物模型,通过低速冲击实验探究粘性与弹性分别如何对耗能隔冲起作用。论文采用YG026D多功能电子织物强力机测定经编间隔织物的弹性性能,以压缩弹性模量表征弹性;应用缓冲材料振动传递特性的试验方法自行搭建了缓冲材料粘性测定装置,以阻尼比表征粘性,先后测试了多种经编间隔织物的粘性和弹性;继而在自主研发的低速冲击仪上测试了相关缓冲材料的低速冲击性能,分析了缓冲材料的粘弹性对低速冲击隔冲性能的影响;文章最后对纯玻璃纤维增强层合面板与自制阻尼夹芯面板进行抗冲击性能比较实验,进而将经编间隔织物作为缓冲层与夹芯面板组合进行冲击,针对不同粘弹性材料组合结构的冲击试验结果分析,提出了进一步提高隔冲效果的抗低速冲击防护结构改进方向。通过对纯弹性和纯粘性实物模型的低速冲击实验分析发现,材料的弹性越大,其受冲击时的作用时间越长,剩余冲击载荷越小;材料的粘性越大,冲击作用时间越短,剩余冲击载荷越大。论文通过对经编间隔织物弹性和粘性大小的表征,初步剖析了粘弹性与低速冲击隔冲的关系,得出经编间隔织物的粘性因素和弹性因素对隔冲的作用是相互影响与制约的;针对低速冲击防护材料,首次提出要综合考量其粘弹比(阻尼比与弹性模量的比值)的概念。经比较纯玻璃纤维层合面板与阻尼夹芯面板的低速冲击实验结果,显示添加阻尼层可以使防护结构整体在其厚度增加很小的情况下隔冲性能有明显改善;经编间隔织物与面板组合结构实验结果表明,有粘弹织物作为缓冲层能有效地提高结构的隔冲能力。在本课题研究范围内,经比较发现粘弹比为4.08的经编间隔织物与粗纺毛织物夹芯面板组合结构的隔冲性能最好。

关键词：经编间隔织物粘弹性低速冲击隔冲性能防护结构

管状增强超弹梯度多孔结构设计制备及抗冲吸能研究

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管状增强超弹梯度多孔结构设计制备及抗冲吸能研究

作者：林鑫哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

舰船受到的复杂动态冲击会对舰船设备造成较大损伤,因此舰船设备的防护力是影响舰船生命力的重要因素之一。研究表明,多孔结构在动态载荷作用下具备良好的隔振性能与吸能作用,超弹性材料具备良好的隔冲性能。然而,多孔结构在面对冲击的... 详细信息

舰船受到的复杂动态冲击会对舰船设备造成较大损伤,因此舰船设备的防护力是影响舰船生命力的重要因素之一。研究表明,多孔结构在动态载荷作用下具备良好的隔振性能与吸能作用,超弹性材料具备良好的隔冲性能。然而,多孔结构在面对冲击的时候,往往会出现可靠性与刚度较差的现象。基于上述背景,为了提高结构的冲击隔离性能的同时兼顾隔振性能,本研究针对舰船齿轮箱的隔冲需求,设计并制备出管状增强超弹梯度多孔结构,并系统研究了该结构的动态响应、模态特性、减振性能和冲击隔离性能。主要研究内容包括:首先,针对舰船齿轮箱的隔冲需求,基于仿生梯度设计思想和冲击动力学理论,结合轻质多孔结构优异的力学性能和聚氨酯材料的高阻尼超弹特性,设计出兼具优异力学承载性能和隔冲性能的新型管状增强超弹梯度多孔结构。结合工程实际,开发该结构的模压灌注一体化成型工艺,并实现各类不同规格的管状增强超弹梯度多孔结构的制备。通过聚氨酯圆柱形试样标准压缩测试试验,拟合出聚氨酯母材的Mooney-Rivilin超弹性本构参数,并采用DMA测试,获得其粘弹性参数,为后续结构的相关性能研究提供基础数据支撑。然后,建立新型管状增强超弹梯度多孔结构的三维有限元动力学模型,研究了拓扑构型、孔隙率、增强管壁厚、冲击脉宽与幅值等因素对于其隔冲性能的影响。结果表明,三角形管状增强超弹梯度多孔结构具有较低的固有频率和较好的隔冲性能。通过结构的固有振动特性和振动响应分析,获得结构的各阶固有模态、加速度响应和振级落差曲线。结果发现,结构在100Hz-200Hz之间具有较好的隔振作用。为降低舰船用隔冲器的质量,使用碳纤维复合材料作为管状增强材料,使用多尺度方法计算新型管状增强超弹梯度多孔结构的隔冲性能,结果表明,使用碳纤维复合材料的新型管状增强超弹梯度多孔结构的隔冲性能要低于使用铝管的隔冲器。最后,针对两种不同规格的齿轮箱,开展新型管状增强超弹梯度多孔结构的冲击试验,获得其加速度响应和隔冲效率。结果表明,该结构在大多数工况下均有较好的冲击隔离效果,隔冲效率可达40%以上,通过与数值结果对比,验证了仿真模型的准确性。研究结果可为舰船新型隔冲减振装置提供理论参考和技术储备。

关键词：梯度多孔结构超弹性隔冲性能减振特性

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八连杆隔离器的结构及隔冲特性分析

振动与冲击 2021年第9期40卷 160-165页

作者：张磊高鹏闫明杜志鹏海军研究院北京100161 沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870

为提高惯导设备隔离器的防护能力,基于Stewart平台理念,提出了一种能够大幅度卸载任意方向冲击载荷的八连杆隔离器,该抗冲击隔离器能够显著提高惯导设备的防护能力。首先分析了结构的刚度特性,得出静刚度与理论设计相符,并基于振动试验... 详细信息

为提高惯导设备隔离器的防护能力,基于Stewart平台理念,提出了一种能够大幅度卸载任意方向冲击载荷的八连杆隔离器,该抗冲击隔离器能够显著提高惯导设备的防护能力。首先分析了结构的刚度特性,得出静刚度与理论设计相符,并基于振动试验,得出该结构的固有频率满足设计要求,隔振效果较好;同时,在大量的冲击试验和仿真的基础上,通过分析设备响应峰值及隔离率,证明该结构具有较好的隔冲性能,且水平向更突出;进而利用仿真及试验数据绘制冲击响应谱,得出该结构频域上的隔冲能力同样显著。综上得出,在时域和频域内,八连杆隔离器的隔冲能力较强,该隔离器的结构和隔冲特性分析可为隔离器的优化设计提供参考。

关键词：隔离器动刚度隔冲性能频域分析