【摘要】：航空發(fā)動(dòng)機(jī)在工作狀態(tài)下,往往會(huì)產(chǎn)生較為劇烈的振動(dòng)和沖擊激勵(lì),這些激勵(lì)會(huì)傳遞到飛機(jī)的結(jié)構(gòu)和設(shè)備上,引起飛機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)以及機(jī)載設(shè)備損傷或破壞,甚至直接威脅到飛機(jī)的安全飛行,因此需采取措施對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和沖擊載荷加以隔離,其中加裝隔振與緩沖裝置是解決其問(wèn)題的主要方法之一。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間處于振動(dòng)和沖擊環(huán)境下的減振裝置,需對(duì)其進(jìn)行CAE分析,研究減振裝置中相關(guān)參數(shù)對(duì)其振動(dòng)和沖擊性能的影響,從而為減振裝置的設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)。本文基于動(dòng)力學(xué)相關(guān)理論并結(jié)合有限元軟件ANSYS Workbench,研究了含減振橡膠粘彈性體的輔助減振支柱在給定邊界條件以及裝配接觸關(guān)系下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。主要研究了橡膠的力學(xué)特性和減振原理;輔助減振支柱的固有特性包括其固有模態(tài)和系統(tǒng)頻響函數(shù);在系統(tǒng)固有特性基礎(chǔ)上對(duì)輔助減振支柱在隨機(jī)振動(dòng)載荷下的應(yīng)力響應(yīng)進(jìn)行了分析,并基于頻響函數(shù)和隨機(jī)振動(dòng)應(yīng)力結(jié)果對(duì)輔助減振支柱金屬零部件振動(dòng)疲勞壽命做了預(yù)測(cè);最后采用模態(tài)疊加法計(jì)算了輔助減振支柱的沖擊響應(yīng)。通過(guò)動(dòng)力學(xué)分析,得到了輔助減振支柱中的橡膠彈性及阻尼參數(shù)和裝配過(guò)程中預(yù)緊力誤差對(duì)其動(dòng)力學(xué)響應(yīng)以及隨機(jī)振動(dòng)疲勞壽命的影響,為后續(xù)的相關(guān)研制工作提供了參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V231.9
【圖文】：

其彈性和粘性兼具的力學(xué)特性與其他減振分子鏈模型，使得橡膠成為一種體積不可壓最高可以到達(dá)原長(zhǎng)的 1000%。當(dāng)橡膠受到變量的標(biāo)量函數(shù)，彈性勢(shì)能函數(shù)對(duì)應(yīng)變的導(dǎo)膠自動(dòng)恢復(fù)之前的形狀，所以橡膠呈現(xiàn)的是的應(yīng)力隨應(yīng)變變化曲線不再是一條直線，而學(xué)特性才滿足胡克定律。當(dāng)橡膠承受壓縮載材料，橡膠能夠起到減振作用的根本原因是粘彈性材料，常常用彈簧與阻尼的組合形并聯(lián)可以分別表示為 Maxwell 和 Voigt 元件well 和 Voigt 元件組合而成的，其材料的

圖 2.2 橡膠的滯回曲線受到一個(gè)周期簡(jiǎn)諧激勵(lì)作用下的能量消2 2 0 0 0 0( tan ) TF dx K x x K x dx 時(shí)，反映的是橡膠粘彈性材料的耗能越體相似的力學(xué)特性，因此其材料的力學(xué)力學(xué)狀態(tài)的影響分為三個(gè)階段（如圖 2的形態(tài)[32]。當(dāng)橡膠處于玻璃態(tài)時(shí)，由于的機(jī)械能只能通過(guò)彈性勢(shì)能的形式儲(chǔ)存時(shí)，分子鏈可以運(yùn)動(dòng)，但是其分子鏈運(yùn)膠阻尼性能并不是最佳狀態(tài)。當(dāng)橡膠由機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能加以耗散。經(jīng)歷加載與卸載重復(fù)循環(huán)時(shí)，每一輪卸這一輪加載時(shí)的應(yīng)力，即橡膠在靜態(tài)下

2 2 20 0 0 0 00 0( tan ) tanT T E F dx K x x K x dx x K (2因此，當(dāng)橢圓面積越大時(shí)，反映的是橡膠粘彈性材料的耗能越大，即阻尼越大。4）溫度相關(guān)性由于橡膠具有與粘性流體相似的力學(xué)特性，因此其材料的力學(xué)性能往往會(huì)受到溫度的影。通常可以將溫度對(duì)橡膠力學(xué)狀態(tài)的影響分為三個(gè)階段（如圖 2.3 所示），即玻璃態(tài)，彈性以及玻璃態(tài)向彈性態(tài)轉(zhuǎn)變的形態(tài)[32]。當(dāng)橡膠處于玻璃態(tài)時(shí)，由于低溫作用，分子鏈處于被結(jié)的情況而導(dǎo)致橡膠吸收的機(jī)械能只能通過(guò)彈性勢(shì)能的形式儲(chǔ)存，此時(shí)的材料損耗因子很，阻尼性能較差。彈性態(tài)時(shí)，分子鏈可以運(yùn)動(dòng)，但是其分子鏈運(yùn)動(dòng)程度無(wú)法完全發(fā)揮出橡耗能作用，所以此時(shí)的橡膠阻尼性能并不是最佳狀態(tài)。當(dāng)橡膠由玻璃態(tài)向彈性態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，因子較大，能夠?qū)⒋罅康臋C(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能加以耗散。5）Mullins 效應(yīng)[33]其主要是指當(dāng)橡膠材料經(jīng)歷加載與卸載重復(fù)循環(huán)時(shí)，每一輪卸載時(shí)橡膠的應(yīng)力以及下一載時(shí)橡膠的應(yīng)力要遠(yuǎn)小于這一輪加載時(shí)的應(yīng)力，即橡膠在靜態(tài)下的模量是逐漸下降的。當(dāng)加載時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變曲線沿著上一輪的卸載路徑變化并逐漸與上一輪的加載曲線（主曲線合。Mullins 效應(yīng)如圖 2.4 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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