高弹性联轴器橡胶元件动态径向刚度计算方法研究

发布时间：2017-10-13 20:13

  本文关键词：高弹性联轴器橡胶元件动态径向刚度计算方法研究

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【摘要】：高弹性联轴器是一种常见的轴系连接部件,具有较好的阻尼性能、位移补偿性能等,在船舶制造等领域得到了广泛应用。而高弹性联轴器中的橡胶元件作为其中的重要部件,其性能对于整个联轴器的运行有很大的影响。目前国内外对于高弹性联轴器橡胶元件的研究更多地集中在了其扭转刚度和轴向刚度,而对于其动态径向刚度则关注较少,橡胶元件动态径向刚度是振动分析计算中的重要参数。基于此,本文重点探讨了高弹性联轴器橡胶元件的动态径向刚度计算方法。高弹性联轴器橡胶元件的动态径向刚度主要与激振频率和激振振幅有关,即所谓的频率相关性和振幅相关性。本文分别研究小振幅激励下的橡胶元件动态径向刚度和大振幅激励下的橡胶元件动态径向刚度的计算方法。基于橡胶元件的动静态径向试验数据,通过ISIGTH和ABAQUS联合仿真的方法对橡胶模型参数进行优化修正,进而使用此模型预测橡胶元件的在不同频率和振幅下的动态径向刚度。本文利用711研究所的instron8802动态试验机,设计实施了针对LSR1410和LSR1610型高弹性联轴器橡胶元件的动静态径向刚度试验,给定某一振幅与频率得到橡胶元件的动态径向刚度,并将该振幅与频率下的预测值与试验值进行了比较,其误差在15%以内,证明仿真获得了较好的结果。同时也说明了本文中研究橡胶元件动态径向刚度的方法和理论的正确性。在以后的工作中,可以利用本文中研究橡胶元件动态径向刚度的方法预测橡胶元件新产品的动态径向刚度,从而指导高弹性联轴器的设计开发。
【关键词】：橡胶元件 动态径向刚度 ABAQUS ISIGHT
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.21
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-13
• 1.2 研究动态13-16
• 1.2.1 国内研究动态13-15
• 1.2.2 国外研究动态15-16
• 1.3 本文对高弹性联轴器橡胶元件动态径向刚度的研究16-18
• 1.3.1 研究目的及意义16-17
• 1.3.2 创新内容17-18
• 第二章 橡胶材料有限元计算模型研究18-30
• 2.1 有限元分析方法概述18-19
• 2.2 超弹性模型研究19-24
• 2.2.1 超弹性模型理论19-22
• 2.2.1.1 橡胶材料统计理论19-21
• 2.2.1.2 橡胶材料唯象理论21-22
• 2.2.2 几种超弹性模型介绍22-24
• 2.2.2.1 应变不变量表示的应变能密度函数22-24
• 2.2.2.2 伸长率表示的应变能密度函数24
• 2.3 粘弹性模型研究24-26
• 2.3.1 标准流变学模型25-26
• 2.3.2 分数导数模型26
• 2.4 粘弹塑性模型研究26-28
• 2.5 多学科综合优化设计28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第三章 高弹性联轴器橡胶元件动态径向刚度的试验研究30-44
• 3.1 试验原理30-32
• 3.2 试验设备32-33
• 3.3 试验夹具的设计及装配33-35
• 3.4 试验方案35-36
• 3.4.1 静态径向位移试验35-36
• 3.4.2 动态径向位移试验36
• 3.5 试验结果分析36-43
• 3.5.1 静态位移试验结果分析36-37
• 3.5.2 动态位移试验结果分析37-43
• 3.5.2.1 不同预载下动态径向刚度变化规律37-39
• 3.5.2.2 不同振幅下动态径向刚度变化规律39-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第四章 小振幅激励时高弹性联轴器橡胶元件径向刚度研究44-56
• 4.1 小振幅激励时理论分析44-46
• 4.1.1 时域粘弹性模型44-45
• 4.1.2 频域粘弹性模型45-46
• 4.2 有限元分析46-51
• 4.2.1 有限元模型的构建46-48
• 4.2.2 超弹性模型参数的优化48-50
• 4.2.3 粘弹性模型参数的优化50-51
• 4.3 橡胶元件动态径向刚度的预测及验证51-54
• 4.3.1 LSR1410橡胶元件动态径向刚度的预测及验证51-52
• 4.3.2 LSR1610橡胶元件动态径向刚度的预测及验证52-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第五章 大振幅激励时高弹性联轴器橡胶元件径向刚度研究56-64
• 5.1 大振幅激励的理论分析56
• 5.2 粘弹塑性模型参数的优化及仿真计算56-58
• 5.3 橡胶元件动态径向刚度的预测及验证58-63
• 5.3.1 LSR1410橡胶元件动态径向刚度的预测及验证58-60
• 5.3.2 LSR1610橡胶元件动态径向刚度的预测及验证60-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 结论与展望64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 攻读学位期间所发表的学术论文71

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本文编号：1026836