BE橡膠減震器
橡膠減震器的主要性能測(cè)試項(xiàng)目是剛度和阻尼。就剛度而言，又按載荷速度的不同分為靜剛度、動(dòng)剛度和沖擊剛度。
下面就.常用的靜剛度、動(dòng)剛度和阻尼的測(cè)試方法作一簡(jiǎn)單介紹。
(一)靜剛度測(cè)試
一般都是在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的。試樣應(yīng)預(yù)壓三次，再測(cè)定其數(shù)值。加載要緩慢而均勻。剛度大的減振器加載速度可適當(dāng)加快;剛度小的減振器加載速度應(yīng)慢些，以使減振器的變形速度大致相同。橡膠減振器在加載和卸載時(shí)所得到的載荷與變形曲線是不重合的，形成一滯后回線，如圖2-1-8所示。這給計(jì)算剛度帶來(lái)了一定困難。我們可以用加載與卸載的平均曲線來(lái)計(jì)算減振器的靜剛度。計(jì)算式如下：Ks=2(P2-P1)δ2,-δ1,+δ2-δ1 式中P1和P2應(yīng)和減振器的額定負(fù)荷P大致保持如下的關(guān)系; P1=(0.5~0.75)P P2=(1.25~1.5)Pδ1和δ1,為負(fù)荷P1下減振器在加載和卸載時(shí)的變形; δ2和δ2,為負(fù)荷P2下減振器在加載和卸載時(shí)的變形。
一般來(lái)說(shuō)，減振器的靜剛度僅僅用于確定安裝了減振器的機(jī)器設(shè)備的靜平衡位置，或艦船、車(chē)輛斜傾搖擺時(shí)計(jì)算機(jī)器設(shè)備四周所留下的空間是否足夠。實(shí)際上卸載的意義是不大的。因此可以只做出減振器的加載剛度曲線，并用它計(jì)算減振器的靜剛度。這樣做不僅簡(jiǎn)化了試驗(yàn)，而且得出的數(shù)據(jù)在一些場(chǎng)合下也更確切。此時(shí)計(jì)算Ks式可簡(jiǎn)化為：Ks=P2-P1δ2-δ1
(二)動(dòng)剛度和阻尼系數(shù)的測(cè)試
1.共振法 將橡膠減振器和質(zhì)量為M的物體按單自由度振動(dòng)系統(tǒng)安裝在振動(dòng)臺(tái)上。啟動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，調(diào)節(jié)振動(dòng)臺(tái)的頻率進(jìn)行連續(xù)掃描，找出系統(tǒng)的共振點(diǎn)，測(cè)量在共振時(shí)物體的振幅x0、振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面振幅x0s及共振頻率wn。根據(jù)振動(dòng)理論可求得動(dòng)剛度為Kd=wn2.M 式中wn為角頻率(rad/s)，與振動(dòng)頻率f的關(guān)系為wn=2∏f。阻尼比 注意：
①上述公式只有在共振狀態(tài)下才能成立;
②調(diào)節(jié)振動(dòng)臺(tái)的激.振力，使振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面振幅大致在0.2~0.5mm范圍內(nèi)，使質(zhì)量為M物體的共振振幅與減振器在靜載荷作用下的總變形量不超過(guò)原橡膠高度的15±5%;
③在共振區(qū)測(cè)量應(yīng)迅速而準(zhǔn)確，以免減振器內(nèi)部激劇生熱而引起減振器溫度升高，剛度減小，甚至損壞。
2.半功率點(diǎn)寬法
將激震器安裝在由質(zhì)量為M1、剛度為Kd、阻尼為C的橡膠減振器所構(gòu)成的單自由度彈性系統(tǒng)上面或下面，如圖2-1-10所示。M2為激震器中參加與M1一起振動(dòng)的質(zhì)量。系統(tǒng)中參加振動(dòng)的總質(zhì)量為M=M1+M2。由減振原理可知，只要測(cè)量出系統(tǒng)共振頻率wn，質(zhì)量為M的共振振幅x0和共振振幅下降至的二個(gè)頻率w1和w2，即可計(jì)算出動(dòng)剛度、阻尼比，其計(jì)算式如下： 動(dòng)剛度Kd=wn2.M 阻尼比 w1—w1稱(chēng)為半功率點(diǎn)帶寬。時(shí)域信號(hào)衰減法使安裝在減振器上的質(zhì)量塊共振(如敲擊質(zhì)量塊或激震質(zhì)量塊)，停止擾動(dòng)后，它便產(chǎn)生一個(gè)衰減的自由振動(dòng)。用記錄器和測(cè)振儀配合記錄其衰減波，如圖2-1-13所示。常用光線示波器記錄這類(lèi)信號(hào)，同時(shí)也記錄下已知頻率的訊號(hào)波，作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間標(biāo)記(例如50Hz的市電訊號(hào))。將振動(dòng)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間標(biāo)記作比較，就可以求得系統(tǒng)的自振頻率wn，并由此計(jì)算出動(dòng)剛度。根據(jù)振幅的對(duì)數(shù)衰減關(guān)系可求出阻尼比： 式中xk和xk+1為衰減波上相鄰兩個(gè)振幅。
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橡膠減振器因其有效地應(yīng)用了橡膠的以下.性而得到了廣泛的應(yīng)用：
具有高彈性和粘彈性橡膠和鋼材料相比，橡膠的彈性變形、彈性模量小；橡膠沖擊剛度大于動(dòng)態(tài)剛度、動(dòng)剛度和靜剛度比，有利于減少?zèng)_擊變形和動(dòng)態(tài)變形，為橢圓形的延遲線的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，其面積等于所有的振動(dòng)周期為熱振動(dòng)（阻尼）；橡膠配方設(shè)計(jì)調(diào)整后的形狀可以自由選擇，可以通過(guò)硬度配方設(shè)計(jì)調(diào)整，能滿足要求的剛度和強(qiáng)度的不同方向。無(wú)一定的形狀，經(jīng)過(guò)調(diào)整配方成分來(lái)控制各個(gè)方向的硬度，可以滿足內(nèi)部摩擦的要求強(qiáng)度和剛度，阻尼效果好，有利于交叉共振、高頻振動(dòng)和噪聲衰減比金屬的彈性模量較小，可以不產(chǎn)生局部滑動(dòng)彈性變形大、易維護(hù)的質(zhì)量小，易拆卸裝置。沖擊剛度高于靜剛度和動(dòng)剛度，有利于沖擊變形。
橡膠阻尼器的這些非等待優(yōu)勢(shì)對(duì)其廣泛應(yīng)用起到了很大的推動(dòng)作用。.別是對(duì)于汽車(chē)工業(yè)來(lái)說(shuō)，汽車(chē)空氣彈簧起著重要的作用。