● 摘要
金属橡胶是一种多孔的功能性结构阻尼材料,是由金属丝经过选丝、绕丝、拉伸、编织和模压成型等工艺过程制作而成。因其宏观上具有类似橡胶的阻尼和弹性,又是全金属制品,因此称为“金属橡胶”。论文对金属橡胶材料的失效模式和耐久性能进行了试验研究,得到了金属橡胶材料在静载荷、动载荷和冲击载荷下,其结构尺寸和材料参数(弹性模量和损失因子)随载荷作用的变化规律。基于试验数据和金属橡胶的结构特征、工艺特征,分析了金属橡胶材料的失效模式并确定了失效判据。
首先模拟工程载荷环境,在室温条件下,参考不同载荷试验标准分别设计静态保载、动态疲劳、冲击条件下的试验装置。在静态保载条件下将保载位移(s)和保载时间(t)作为影响因素;在动态疲劳条件下,将循环次数(N)作为影响因素;在冲击条件下,将冲击功(J)和相对密度(p)作为影响因素,研究以上不同影响因素下金属橡胶试验件的结构尺寸(长、宽、高分别用L,W和H)、力-变形曲线(F-s)随不同载荷作用时间的变化关系。
其次,在宏观上定义金属橡胶两个失效判据,形变判定因子和模量判定因子。根据试验数据变化,合理的制定了形变判定因子和模量判定因子在判定失效时的数值和变化规律,得到基于以上三种载荷的耐久性能。
最后本文基于金属橡胶的螺旋弹簧模型,定性分析了金属橡胶结构特征和工艺特征以及接触状态变化而引起的失效。
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