金属橡胶包覆阻尼结构高温力学建模与试验

doi:10.3969/j.issn.1004-132X.2022.11.005

中国机械工程 ›› 2022, Vol. 33 ›› Issue (11): 1294-1301.DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.11.005

金属橡胶包覆阻尼结构高温力学建模与试验

訾宝1;丁哲宇2;吴乙万1;白鸿柏1

1.福州大学机械工程及自动化学院，福州，350116
2.东风汽车集团有限公司，武汉，430110

出版日期:2022-06-10 发布日期:2022-07-01
通讯作者: 吴乙万（通信作者），男，1984年生，博士研究生导师。研究方向为金属阻尼材料、振动冲击防护、结构动力学与控制。E-mail：wuyiwan@fzu.edu.cn。
作者简介:訾宝，男，1996 年生，硕士研究生。研究方向为结构动力学与控制、振动与噪声控制等。E-mail：vezibao@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金(51805086)；福建省自然科学基金(2018J01763)

High Temperature Mechanics Modeling and Experimental Research of Metal Rubber Coated Damping Structure

ZI Bao1;DING Zheyu2;WU Yiwan1;BAI Hongbai1

1.School of Mechanical Engineering and Automation，Fuzhou University，Fuzhou，350116
2.Dongfeng Motor Corporation，Wuhan，430110

Online:2022-06-10 Published:2022-07-01

摘要/Abstract

摘要： 针对高温管路系统的减振难题，利用等效线性化方法建立了管路金属橡胶包覆阻尼结构的高温力学模型，分析了金属橡胶刚度和响应幅值随温度的变化规律。搭建了高温管路振动测试试验平台，以插入损失为评价指标，对不同环境温度、不同金属橡胶密度的管路包覆阻尼结构减振性能进行了试验验证。试验结果表明，减小金属橡胶密度能有效增加管路减振效果，环境温度对管路金属橡胶包覆阻尼结构的影响较小，说明金属橡胶包覆阻尼结构能很好地在高温环境下工作。

关键词: 高温, 管路包覆, 金属橡胶, 力学模型, 插入损失

Abstract: Aiming at the vibration reduction problems of pipeline systems under high temperature， a high temperature mechanics model of the metal rubber coated damping structure of the pipelines was established by equivalent linearization method. The model was used for analyzing the stiffness and response amplitude of metal rubber treated with different temperatures. The thermal-vibration joint test system of the pipelines was set up firstly. Then the damping performance of the coated damping structure of the pipelines was verified with different ambient temperatures and metal rubber densities， where the insertion loss was taken as the evaluation index. The results show that reducing the density of metal rubber may effectively increase the vibration attenuation effectiveness of the pipelines. At the same time， the effect of the ambient temperature on the metal rubber coated damping structure is negligible， indicating that the coated damping structure may work well in a high temperature environment.

Key words: high temperature, pipeline coating, metal rubber, mechanics model, insertion loss

中图分类号:

TB535
O328

訾宝, 丁哲宇, 吴乙万, 白鸿柏. 金属橡胶包覆阻尼结构高温力学建模与试验[J]. 中国机械工程, 2022, 33(11): 1294-1301.

ZI Bao, DING Zheyu, WU Yiwan, BAI Hongbai. High Temperature Mechanics Modeling and Experimental Research of Metal Rubber Coated Damping Structure[J]. China Mechanical Engineering, 2022, 33(11): 1294-1301.

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参考文献

［1］MIKOTA G A， MANHARTSGRUBER B A， KOGLER H B， et al. Modal Testing of Hydraulic Pipeline Systems［J］. Journal of Sound and Vibration， 2017， 409（24）：256-273.
［2］马艳红，仝小龙，朱彬，等. 金属橡胶热物理性能理论与试验研究［J］. 物理学报， 2013， 62（4）：470-479.
MA Yanhong， TONG Xiaolong， ZHU Bin， et al. Theoretical and Experimental Investigation on Thermophysical Properties of Metal Rubber［J］. Acta Physica Sinica， 2013， 62（4）：470-479.
［3］MA Yanhong， ZHANG Qicheng， ZHANG Dayi， et al. Experimental Investigation on the Dynamic Mechanical Properties of Soft Magnetic Entangled Metallic Wire Material［J］. Smart Materials and Structures， 2017， 26（5）：055019.
［4］MA Yanhong， SCARPA F， ZHANG Dayi， et al. ANonlinear Auxetic Structural Vibration Damper with Metal Rubber Particles［J］. Smart Materials and Structures， 2013， 22（8）：084012.
［5］朱彬，马艳红，张大义，等. 金属橡胶迟滞特性本构模型研究［J］. 物理学报， 2012， 61（7）：474-481.
ZHU Bin， MA Yanhong， ZHANG Dayi， et al. A Constitutive Model of Metal Rubber Based on Hysteresis Property［J］. Acta Physica Sinica， 2012， 61（7）：474-481.
［6］闫辉，姜洪源，赵宏宇，等. 金属橡胶材料温度特性分析［J］. 稀有金属材料与工程， 2011， 40（12）：2092-2095.
YAN Hui， JIANG Hongyuan， ZHAO Hongyu， et al. Temperature Characteristics of Metal Rubber Material［J］. Rare Metal Materials and Engineering， 2011， 40（12）：2092-2095.
［7］闫辉，姜洪源，刘文剑，等. 具有迟滞非线性的金属橡胶隔振器参数识别研究［J］. 物理学报， 2009， 58（8）：5238-5243.
YAN Hui， JIANG Hongyuan， LIU Wenjian， et al. Identification of Parameters for Metal Rubber Isolator with Hysteretic Nonlinearity Characteristics［J］. Acta Physica Sinica， 2009， 58（8）：5238-5243.
［8］赵冲. 金属橡胶管路减振器设计与力学性能研究［D］. 哈尔滨：哈尔滨工程大学， 2018.
ZHAO Chong. Study on Design and Mechanical Properties of Metal Rubber Pipeline Shock Absorber［D］. Harbin：Harbin Engineenng University， 2018.
［9］肖坤，白鸿柏，薛新，等. 高温管路包覆金属橡胶耗能特性及参数识别［J］. 兵器材料科学与工程， 2019， 42（1）：11-17.
XIAO Kun， BAI Hongbai， XUE Xin， et al. Energy Dissipation Characteristics and Parameter Identification of Metal Rubber Coated Pipe in High Temperature Environment［J］. Ordnance Material science and Engineering， 2019， 42（1）：11-17.
［10］肖坤，白鸿柏，薛新，等. 金属橡胶包覆管路阻尼结构减振性能研究［J］. 振动与冲击， 2019， 38（23）：239-245.
XIAO Kun， BAI Hongbai， XUE Xin， et al. Vibration Reduction Performance of Metal Rubber Coated Pipeline Damping Structure［J］. Journal of Vibration and Shock， 2019， 38（23）：239-245.
［11］肖坤，白鸿柏，薛新，等. 金属橡胶包覆阻尼结构的高温耗能特性［J］. 机械工程材料， 2019， 43（9）：28-32.
XIAO Kun， BAI Hongbai， XUE Xin， et al. High Temperature Energy Dissipation Characteristic of Damping Structure Coated with Metal Rubber［J］. Materials for Mechanical Engineering， 2019， 43（9）：28-32.
［12］JIANG Feng， DING Zheyu， WU Yiwan， et al. Energy Dissipation Characteristics and Parameter Identification of Symmetrically Coated Damping Structure of Pipelines under Different Temperature Environment［J］. Symmetry， 2020， 12（8）：1283.
［13］白鸿柏，张培林，黄协清. 黏性阻尼滞迟振子简谐激励响应的等效线性化计算方法研究［J］. 振动与冲击， 2000，19（4）：46-49.
BAI Hongbai， ZHANG Peilin， HUANG Xieqing. Study on Equivalent Linearization Calculation Method for Simple Harmonic Excitation Response of Viscous Damped Hysteretic Oscillator［J］. Journal of Vibration and Shock， 2000，19（4）：46-49.
［14］李宇燕，黄协清，毛文雄. 金属橡胶三次非线性干摩擦系统振动响应计算方法研究［J］. 航空材料学报， 2004，24（6）：56-60.
LI Yuyan， HUANG Xieqing， MAO Wenxiong. Investigation on the Computational Method of Vibration Response of Dry Friction System with Cubic Nonlinerity for Metal Rubber［J］. Journal of Aeronautical Materials， 2004，24（6）：56-60.
［15］张强星， SAINSBURY M G. 干摩擦振动系统的简化［J］. 振动与冲击， 1987，6（1）：42-58.
ZHANG Qiangxing， SAINSBURY M G. The Linearization of Frictionally Damped Vibration System［J］. Journal of Vibration and Shock， 1987，6（1）：42-58.
［16］DING Zheyu， BAI Hongbai， WU Yiwan， et al. Experimental Investigation of Thermal Modal Characteristics for a Ships Foundation under 300 ℃［J］. Shock and Vibration， 2019，2019：1-11.
［17］白鸿柏. 金属橡胶材料及工程应用［M］. 北京：科学出版社，2014.
BAI Hongbai. Metal Rubber Material and Its Engineering Application［M］. Beijing：Science Press， 2014.

[1]	黄薇, 池骋. 带后掠桨尖旋翼/螺旋桨的悬停气弹特性分析[J]. 中国机械工程, 2024, 35(02): 191-200.
[2]	于树博, 刘占生, 赵辰. 动力学仿真数据驱动的域自适应智能诊断方法[J]. 中国机械工程, 2023, 34(23): 2832-2841.
[3]	郑杰基, 陈凌宇, 范大鹏, 谢馨. 双电机精密传动机构消隙方法研究[J]. 中国机械工程, 2022, 33(22): 2684-2692.
[4]	马艺, 陈宇涛, 孟祥铠, 赵文静, 彭旭东, . 牙轮钻头用单金属密封瞬态启动动力学模型与密封性能[J]. 中国机械工程, 2022, 33(07): 777-785.
[5]	严升, 张润锋, 杨绍琼, 牛文栋, 张宇航, 李保玉, . 水下滑翔机纵垂面变浮力过程建模与控制优化[J]. 中国机械工程, 2022, 33(01): 109-117.
[6]	姜德政, 胡军, 钟恒, 王洪光, 宋屹峰, 袁兵兵, . 一种滚动密封爬壁机器人的安全吸附条件与运动特性分析[J]. 中国机械工程, 2021, 32(22): 2757-2764.
[7]	孙晓军, 宋代平, 林敬周, 韩伟航. 风洞上攻角机器人轨迹规划算法研究与实现[J]. 中国机械工程, 2021, 32(16): 1963-1971.
[8]	董晓星, 鲁聪达, 金明生, 文东辉, 计时鸣, 王礼明, , 朱栋杰, . 梯度功能研抛盘力学模型与材料均匀去除试验[J]. 中国机械工程, 2021, 32(13): 1600-1607.
[9]	陈永亮1; 杨子超1;林恒利1;崔雷2;宋建岭3;王东坡2 . 拉锻式摩擦塞焊的热力耦合解析模型和试验验证[J]. 中国机械工程, 2020, 31(17): 2118-2127.
[10]	朱玉田;王宗磊;刘钊. 考虑行走弹性影响下的车辆换挡过程分析[J]. 中国机械工程, 2020, 31(03): 299-305,313.
[11]	应富强;马亮亮;汪内利. 叉车横置油缸式转向机构的设计与优化[J]. 中国机械工程, 2019, 30(19): 2329-2334,2341.
[12]	刘延伟1;朱云学1;林子越1;赵克刚2;黄谢鑫3. 考虑自锁元件动态特性的超越离合器-齿轮系统模型研究[J]. 中国机械工程, 2019, 30(15): 1765-1775.
[13]	李拓1;白鸿柏1,2;薛新2;吴乙万2. 高温环境下编织-嵌槽型金属橡胶的疲劳特性分析[J]. 中国机械工程, 2019, 30(09): 1009-1017.
[14]	王桥医;朱媛;过山;张秋波. 高速冷轧机辊系非线性动力学模型及控制参数优化[J]. 中国机械工程, 2019, 30(08): 896-901.
[15]	崔国华1;刘健1;马良2;崔康康1. 混凝土管端口打磨机器人设计及力学性能分析[J]. 中国机械工程, 2019, 30(06): 665-671.

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