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题目:金属橡胶力学性能变参数特性和宏观尺寸效应

关键词:金属橡胶;压缩力学性能;尺寸效应;约束

  摘要


金属橡胶材料是一种优良的阻尼减振材料,在航空航天领域有广阔的应用前景。本论文主要研究金属橡胶材料的压缩力学性能,分析其基本的性能规律和影响因素。从而指导金属橡胶实际应用与设计。

论文以试验为主要分析手段,首先研究了金属橡胶材料的准静态压缩力学性能,结果表明,金属橡胶材料力学性能呈现出显著的横观各向同性。成型方向与非成型方向具有显著不同的力学特性,考虑到成型方向优良的刚度性能和允许大变形量,以成型方向分析金属橡胶性能影响因素和规律。

其次,研究了毛坯尺寸对力学性能的影响,发现了通过控制不同的毛坯高度,可实现对刚度和阻尼性能的控制,从而提出了“压缩比”这一重要工艺参数。即毛坯高度与金属橡胶试件高度之比,结果表明,压缩比会显著影响金属橡胶材料的横观各向同性和螺旋卷排布结构。

进而,研究金属橡胶构件尺寸形式对性能的影响。通过实验来对比分析不同高度和截面的金属橡胶构件性能差异,结果表明,高度小于11mm,高度会显著影响金属橡胶应力-应变性能曲线。对金属橡胶构件进行了串并联组合试验,并联对性能并无影响,串联后组合体的应力-应变曲线变高,通过钢片对叠加的金属橡胶进行隔离,则串联结构与单一组分性能一致,证明金属橡胶构件串联后,接触界面会影响到串联整体的刚度。

最后,针对金属橡胶实际使用中出现的问题,研究成型方向和非成型方向具有预压缩约束下的金属橡胶性能,分析其与自由状态的差异以及影响因素。结果表明,约束状态下会带来很显著的刚度增大,从而指出,实际使用的金属橡胶要考虑压缩和约束的影响。