在非線性干摩擦系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合金屬摩擦片的強(qiáng)幾何非線性力學(xué)特性,利用分段杜哈梅積分的方法推導(dǎo)了干摩擦隔振器在較大沖擊載荷下的加速度響應(yīng)計(jì)算公式,將理論計(jì)算結(jié)果與擺錘模擬大沖擊的試驗(yàn)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(yùn)動(dòng)規(guī)律。 

【文章來源】：振動(dòng)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(shí)摩擦力較小,而緩沖時(shí)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(jìn),將摩擦片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成中間外擴(kuò)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(gè)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(gè)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(lì)時(shí)會向摩擦片上下兩端做往復(fù)運(yùn)動(dòng),與周圍26個(gè)形狀相同的摩擦片接觸。

由于26個(gè)摩擦片結(jié)構(gòu)均相同,為提高計(jì)算速度,本次建模中先計(jì)算中心柱對單個(gè)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(biāo)準(zhǔn)面與面接觸算法(Surface-to-surface(Standard)),在定義接觸屬性時(shí),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(dòng)副;摩擦片材料為碳鋼,故設(shè)置為steel,彈性模量E=210 000 MPa,泊松比λ=0.3,底部6個(gè)自由度完全約束,頂部添加軸向移動(dòng)副和徑向轉(zhuǎn)動(dòng)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(qiáng)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(gè)位移周期內(nèi)的軸向合力呈非線性遲滯回線。這是因?yàn)檩S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(shè)向上的力方向?yàn)檎?當(dāng)中心柱向下運(yùn)動(dòng)時(shí),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(yùn)動(dòng)時(shí),軸向合力 F(y, y ? )=F L (y)-F S (y) ,力-位移曲線為實(shí)線,封閉圖像的面積即摩擦力消耗的能量。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3430939