在非線性干摩擦系統(tǒng)動力學模型的基礎上,結(jié)合金屬摩擦片的強幾何非線性力學特性,利用分段杜哈梅積分的方法推導了干摩擦隔振器在較大沖擊載荷下的加速度響應計算公式,將理論計算結(jié)果與擺錘模擬大沖擊的試驗結(jié)果作對比發(fā)現(xiàn),該方法能夠較好地反映金屬干摩擦隔振器在較大沖擊下的運動規(guī)律。 

【文章來源】：振動與沖擊. 2020,39(21)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

干摩擦隔振器的理論模型

為了兼顧緩沖和隔振的效果,使得隔振時摩擦力較小,而緩沖時具有較大的摩擦力以較大的沖擊吸收能量,本文研究的干摩擦隔振器在結(jié)構(gòu)上做出改進,將摩擦片結(jié)構(gòu)設計成中間外擴兩端收縮的形式,具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。由圖2可以看出干摩擦隔振器主要由中心柱,金屬彈簧,摩擦片三個部分組成。摩擦片的形狀呈弧形,兩端收緊,中間部分向外凸起,形成一個較大的內(nèi)徑,具有幾何非線性特性。其底部完全固定,頂部徑向方向受限制,中心柱受到?jīng)_擊激勵時會向摩擦片上下兩端做往復運動,與周圍26個形狀相同的摩擦片接觸。

由于26個摩擦片結(jié)構(gòu)均相同,為提高計算速度,本次建模中先計算中心柱對單個摩擦片的軸向合力, 用ABQUAS建立有限元分析模型如圖3所示,中心柱與摩擦片的接觸采用標準面與面接觸算法(Surface-to-surface(Standard)),在定義接觸屬性時,選擇有限滑移,摩擦因數(shù)為0.15。將中心柱近似簡化為剛性體,添加軸向移動副;摩擦片材料為碳鋼,故設置為steel,彈性模量E=210 000 MPa,泊松比λ=0.3,底部6個自由度完全約束,頂部添加軸向移動副和徑向轉(zhuǎn)動副。圖4為有限元分析得到的中心柱所受摩擦力FS與位移y的曲線,可以看出,摩擦力FS(y)具有強非線性特性;圖5為中心柱所受軸向合力F與位移y的關(guān)系圖,由圖可以看出,在一個位移周期內(nèi)的軸向合力呈非線性遲滯回線。這是因為軸向合力 F(y, y ? ) 的大小為軸向支承力與摩擦力的矢量和,假設向上的力方向為正,當中心柱向下運動時,軸向合力 F(y, y ? )=F L (y)+F S (y) ,力-位移曲線為虛線;中心柱向上運動時,軸向合力 F(y, y ? )=F L (y)-F S (y) ,力-位移曲線為實線,封閉圖像的面積即摩擦力消耗的能量。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3430939