车用橡胶悬置静态刚度预测计算的影响因素研究

　汽车制造技术现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１４年第８期

车用橡胶悬置静态刚度预测计算的影响因素研究

王文涛１，胡春平２，肖苏华１，谢新星３

（１广州城市职业学院机电工程系，广州５１０４０５；２广东技术师范学院天河学院，广州５１０５４０；

３宁波拓普集团有限公司，宁波３１５８００）

摘要：基于已获取的橡胶材料实验数据及常用于工程计算的超弹性本构模型，首先探讨了车用橡胶悬置静态刚度的有限元计算与分析方法，进而以一汽车动力总成橡胶悬置为研究对象，分析了橡胶材料应变组合对橡胶悬置静态刚度计算的影响，最后研究了Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｌｉｎ（ＭＲ）模型、Ｙｅｏｈ模型及三阶Ｏｇｄｅｎ模型计算橡胶悬置刚度的适用范围。研究结果表明，较小应变状况下（最大应变小于０．３时），当橡胶材料的应变水平与橡胶悬置实际测试方向应变水平一致或相对接近时，三种模型的计算值与实测值均具有较好的一致性；在中等应变载荷下三种模型的预测精度均较高（最大应变介于０．５～１），在较大变形情况下（最大应变大于１）三阶Ｏｇｄｅｎ模型具有相对较为稳定的预测精度；相近应变形式的橡胶材料应变组合更有利于提高元件静态刚度的计算精度。

关键词：橡胶悬置；应变水平；本构模型；静态刚度

中图分类号：ＴＨ１２１　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７１—３１３３（２０１４）０８—００４５—０６

Ａｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｏｆｓｔａｔｉｃｓｔｉｆｆｎｅｓｓｐｒｅｄｉｃｔ

ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｖｅｈｉｃｌｅｒｕｂｂｅｒｍｏｕｎｔ

ＷａｎｇＷｅｎｔａｏ１，ＨｕＣｈｕｎｐｉｎｇ２，ＸｉａｏＳｕｈｕａ１，ＸｉｅＸｉｎｘｉｎｇ３

（１ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＣｉｔｙＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０４０５，

Ｃｈｉｎａ；２ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｈｅＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＮｏｒｍａｌ，

Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０５４０，Ｃｈｉｎａ；３ＮｉｎｇｂｏＴｕｏｐｕＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｎｉｎｇｂｏ３１５８００，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｂａｓｅｏｎｒｕｂｂｅｒｍａｔｅｒｉａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙａｃｑｕｉｒｅｄａｎｄｓｕｐｅｒ－ｅｌａｓｔｉｃｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｒｕｂｂｅｒｍｏｕｎｔ’ｓｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｓｔａｔｉｃｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｒｅｉｎｖｅｓｔｉ－ｇａｔｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ａｒｕｂｂｅｒｐｏｗｅｒｔｒａｉｎｍｏｕｎｔｗａｓｃｈｏｓｅｎａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔａｎｄｉｔｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｔａｔｉｃｓｔｉｆｆｎｅｓｓｗｈｉｃｈｉｓｈｏｗｔｏａｆｆｅｃｔｂｙｒｕｂｂｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓｔｒａｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｉｓａｎａｌｙｓｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｏｐｅｏｆＭｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｌｉｎ（ＭＲ）ｍｏｄｅｌ，Ｙｏｅｈｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｔｈｉｒｄ－ｏｒｄｅｒＯｇｄｅｎｍｏｄｅｌｉｓｓｔｕｄｉｅｄｉｎｒｕｂｂｅｒｍｏｕｎｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃａｌ－ｃｕｌａｔｅｄａｎｄｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｍｏｄｅｌｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｕｎｄｅｒｓｍａｌｌｓｔｒａｉｎｌｏａｄ（ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｔｒａｉｎｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ０．３）ａｎｄｉｄｅｎｔｉｃａｌｓｔｒａｉｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｓｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅｓｔｒａｉｎｏｆｔｈｅｒｕｂｂｅｒｍｏｕｎｔ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｍｏｄｅｌｓａｒｅｈｉｇｈｅｒｗｉｔｈｍｅｄｉｕｍｓｔｒａｉｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ（ｍａｘｉｍｕｍｓｔｒａｉｎｉｓｂｅｔｗｅｅｎ０．５ａｎｄ１）．Ｔｈｅｔｈｉｒｄ－ｏｒｄｅｒＯｇｄｅｎｍｏｄｅｌｉｓｓｈｏｗｎｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙｕｎｄｅｒｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｒａｉｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ（ｍａｘｉｍｕｍｓｔｒａｉｎｉｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎ１）．Ｒｕｂｂｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓｔｒａｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｓｉｍｉｌａｒｓｔｒａｉｎｆｏｒｍｉｓｍｏｒｅｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｒａｉｓｉｎｇｒｕｂｂｅｒｍｏｕｎｔ’ｓｓｔａｔｉｃｓｔｉｆｆｎｅｓｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｕｂｂｅｒｍｏｕｎｔ；ｓｔｒａｉｎｌｅｖｅｌ；ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌ；ｓｔａｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ

０　引言

橡胶悬置类元件在汽车行业应用十分广泛，例如动力总成悬置、底盘衬套及排气管吊耳等［１－２］。此类元件力与位移的静态关系具有很强的线性与非线性特性，其静态线性性能可满足系统的减振性能要求，而非线性静态性能则可满足系统的位移控制要求［１－２］。为满足隔振系统的上述控制要求，在设计初期，可通过对元件结构和橡胶材料特性进行优化设计，利用非线性有限元分析方法准确地预测车用橡胶悬置的静态刚度性能，此举不仅能够缩短橡胶减振元件的设计开发周期，还能节约开发成本，提高开发效率。而影响橡胶元件静态刚度预测精度的因素诸多，如本构模型的选取、橡胶材料实验数据的准确获取、应变水平的选取及有限元分析方法等［３］。如何对上述因素进行合理选取与控制是提高橡胶静态刚度预

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midas-减隔震支座的刚度模拟

01、减隔震支座的刚度模拟 具体问题： 根据《公路桥梁抗震细则》（JTGB02-01-2008）中第10.2条中关于减隔震装置的说明，常用的减隔震支座装 置分为整体型和分离型两类。目前常用的整体型减隔震装置有：铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、摩擦摆式减隔 震支座；目前常用的分离型减隔震装置有：橡胶支座+金属阻尼器、橡胶支座+摩擦阻尼器、橡胶支座+黏性材料 阻尼器。 目前设计人员普遍存在两个误区，其一：抗震分析时一味的考虑用桥墩的塑性能力耗散地震效应，忽略增设 减隔震支座的设计思路；其二：由于设计人员对减隔震支座的模拟方式不清楚，造成潜意识里回避减隔震支座的 采用。本文考虑上述两点对《公路桥梁抗震细则》（JTGB02-01-2008）第10.2条中涉及的减隔震支座模拟进行说 明。限于篇幅，本文仅对整体型减隔震装置进行叙述。 解决斱法： 1、 铅芯橡胶支座 ① ② 涉及规范及支座示意图(《公路桥梁铅芯隔震橡胶支座》（JT/T 822-2011）) 图1.1 铅芯橡胶支座示意图 铅芯橡胶支座的实际滞回曲线和等价线性化模型

图1.2实际滞回曲线图 从实际滞回曲线可以得到3点重要的结论： 图1.3等价线性化模型 1) 2) 3) ③铅芯橡胶支座的位移剪力曲线所围面积明显大于较普通的橡胶支座，而且滞回曲线所谓面积反映了支座耗能能力，故间隔震支座（对于本图为铅芯橡胶支座）的本质是通过自身的材料或构造特性提供更有效的耗能机制，耗散地震产生的能量，从而起到减轻地震对结构的破坏程度。 实际滞回曲线一般为梭形，图形成反对称形态。目前通用的方法是将其等效为图1.2所示的线性化模型。通过K1、K2、KE、Qy四个参数来模拟铅芯橡胶支座的滞回曲线。 等价线性化模型中涉及的四个参数含义如下： K1——弹性刚度：表示初始加载时，结构处于弹性状态是的刚度（力与变形之间的关系）。 K2——屈服刚度：表示屈服之后的刚度。 KE——等效刚度：等效的含义是指如果不考虑加载由弹性到塑性的变化过程，仅考虑屈服后累计位移与力的关系折算出的刚度。 Qy——上述三个参数仅提供刚度的采用值（可以理解为曲线斜率的概念），但具体受力到多大开始采用屈服刚度，由Qy提供明确的界定点（即屈服点）。 程序中如何实现上述等价线性化模型 程序（805版本）中选择边界》一般连接》一般连接特性》添加，选择特性值类型选择铅芯橡胶支座隔震装置，如图1.4所示：

动刚度与静刚度

动刚度与静刚度 静载荷下抵抗变形的能力称为静刚度，动载荷下抵抗变形的能力称为动刚度，即引起单位振幅所需要的动态力。 静刚度一般用结构的在静载荷作用下的变形多少来衡量，动刚度则是用结构振动的频率来衡量； 如果动作用力变化很慢，即动作用力的频率远小于结构的固有频率时，可以认为动刚度和静刚度基本相同。否则，动作用力的频率远大于结构的固有频率时，结构变形比较小，动刚度则比较大。 但动作用力的频率与结构的固有频率相近时，有可能出现共振现象，此时动刚度最小，变形最大。金属件的动刚度与静刚度基本一样,而橡胶件则基本上是不一样的,橡胶件的静刚度一般来说是非线性的,也就是在不同载荷下的静刚度值是不一样的;而金属件是线性的,也就是说基本上是各个载荷下静刚度值都是一样的; 橡胶件的动刚度是随频率变化的,基本上是频率越高动刚度越大,在低频时变化较大,到高频是曲线趋于平坦,另外动刚度与振动的幅值也有关系,同一频率下,振动幅值越大,动刚度越小 刚度 刚度 受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力。材料的刚度由使其产生单位变形所需的外力值来量度。各向同性材料的刚度取决于它的弹性模量E和剪切模量G(见胡克定律)。结构的刚度除取决于组成材料的弹性模量外，还同其几何形状、边界条件

等因素以及外力的作用形式有关。分析材料和结构的刚度是工程设计中的一项重要工作。对于一些须严格限制变形的结构（如机翼、高精度的装配件等），须通过刚度分析来控制变形。许多结构（如建筑物、机械等）也要通过控制刚度以防止发生振动、颤振或失稳。另外，如弹簧秤、环式测力计等，须通过控制其刚度为某一合理值以确保其特定功能。在结构力学的位移法分析中，为确定结构的变形和应力，通常也要分析其各部分的刚度。 刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。零件的刚度（或称刚性）常用单位变形所需的力或力矩来表示，刚度的大小取决于零件的几何形状和材料种类（即材料的弹性模量）。刚度要求对于某些弹性变形量超过一定数值后，会影响机器工作质量的零件尤为重要，如机床的主轴、导轨、丝杠等。 工艺系统的刚度 1 ．基本概念 刚度的一般概念是指物体或系统抵抗变形的能力。用加到物体的作用力与沿此作用力方向上产生的变形量的比值表示，即（10-5 ） 式中——静刚度( N) ； ——作用力（N/mm ）； ——沿作用力方向的变形量（mm ）。 越大，物体或系统抵抗变形能力越强，加工精度就越高。

GPZ(Ⅱ)型盆式橡胶支座的安装与质量监控

GPZ（Ⅱ）型盆式橡胶支座的安装与质量监控 [摘要]：支座是桥跨结构的重要传力机构，却也是施工中常常不被人重视的部分。作者通过重庆市一横线张家梁立交匝道桥工程实践，从支座进场验收、支座灌浆等方面论述了GPZ（Ⅱ）型盆式橡胶支座的正确安装与质量控制要点。 [关键字]：盆式橡胶支座；安装；质量控制 （支座的定义）支座的作用是将桥跨结构的荷载反力顺适、安全地传递到桥梁盖梁上，并将集中的反力扩散到一个足够大的面积上，保证桥跨结构在各种因素的作用下，自由地变形。支座的类别有很多，大方向分类如下：支座可分为铸钢支座、钢支座、钢筋砼支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座、拉力支座、减震支座等。支座的结构型式主要由容器自身的型式和支座的形状来决定，通常分为立式支座、卧式支座和球形容器支座三类。立式支座又分为悬挂式支座、支承式支座、支承式支脚，支承式支腿、裙式支座等；卧式支座分鞍式支座、圈座和支腿式支座等；球形容器支座分支柱式、裙式、半埋式和V形支承等。常用的桥梁支座的类型很多，可根据桥梁跨径、支点反力和对支座建筑高度的要求等选用。一般分为以下几种： 垫层支座:由油毡、石棉泥或水泥沙浆垫层做成的简单的支座，10m以下的跨径简支板、梁桥，可不设专门的支座，而将板或梁直接放在上述垫层上。变形性能较差，固定支座除了设垫层外，还应用锚栓将上下部结构相连。 铸钢支座:1．弧形钢板支座：又称切线式支座或线支座。上支座为平板，下支座为弧形钢板，二者彼此相切而成线接触的支座。钢板采用约40~50mm的铸钢板或热扎钢板，缺点是移动时要克服较大的摩阻力，用钢量大，加工麻烦，一般用于中小桥梁中。2．铸钢支座：采用碳素钢或优质钢，经过制模、翻砂、铸造、机械加工和热处理等工艺制成的支座。有尺寸大、耗钢量大，容易锈蚀和养护费用高等缺点。 新型钢支座：1．不锈钢或合金钢支座2．滑板钢支座3．球面支座：又称点支座，为适应桥梁多方面转动的要求，将支座上、下两部分的接触面分别做成曲率半径相同的凸、凹的球面支座。 钢筋混凝土支座：1．摆柱式支座：活动部分由钢筋混凝土摆柱构成的活动支座。外形和活动机理与割边的单辊轴钢支座相同，但在构造上则用矩形截面的钢筋混凝土短柱来代替辊轴的中间部分，辊轴的顶部和底部为弧形钢板，常用于跨径大于20m的钢筋混凝土或预应力混凝土梁桥。2．混凝土铰：通过缩小混凝土截面来降低截面刚度，因此能产生少量转动而能承受足够的轴力的一种简化支座。 板式橡胶支座:由几层橡胶片和嵌在其间的各类加劲物构成或仅由一块橡胶板构成的支座。外形有长方形、梯形、圆形等。 盆式橡胶支座:橡胶块紧密地放置在钢盆里的大吨位橡胶支座。由于橡胶块受到三向压力作用，因此使支座的极限承载能力有所加强。 拉力支座:又称负反力支座，可以同时承受正负反力的支座。分为拉力铰支座和拉力连杆支座两类，前者又分为固定式和活动式。固定式铰支的上摇座锚于

(整理)MIDAS支座模拟.

MIDAS中支座的模拟 对于空间结构而言，墩柱与梁体连接条件，支座刚度的模拟至关重要。在我们做的“多支座节点模拟”技术资料里，重点说明了多支座模拟的过程。 首先“在支座下端建立节点，并将所有的支座节点按固结约束”，这是一种模拟实际情况的建模方法。意思是：在墩顶处结构是全约束的，在各个方向都不可能有位移和转角。 然后“复制支座节点到梁底标高位置生成支座顶部节点，并将支座节点与复制生成的顶部节点用“弹性连接”中的“一般类型”进行连接，并按实际支座刚度定义一般弹性连接的刚度”，这句话的意思是相当于建立一个支座单元，它的三个方向的刚度值则是由实际工程中支座的类型和尺寸来提供。 然后再建立支座顶部节点与主梁节点之间的联系。此时将利用Civil提供的“刚性连接”，以主梁节点作为主节点，支座顶部单元作为从节点，将其连接起来。这样做的意思是：将主梁节点与支座顶部节点形成一个受力的整体，目的也是为了真实模拟其受力情况。 在MIDAS中，在使用“弹性连接”中的一般类型时，会要求输入您说到的SDX，SDY，SDZ这三个值，它们分别是指：SDx：单元局部坐标系x轴方向的刚度。SDy：单元局部坐标系y轴方向的刚度。SDz：单元局部坐标系z轴方向的刚度。另外，在弯桥中需要定义支座节点的局部坐标系和BETA角。

这三个值是由由实际桥梁工程使用的橡胶支座类型决定的，也就是说与支座的刚度系数指标有关。在桥梁工程中，一般使用较多的是板式支座和盆式支座。其中大桥盆式支座使用相对较多，在输入这种类型支座的刚度值时，一般要么很大，要么取0；中小桥多用板式支座，在输入刚度值时可以根据支座橡胶层厚度来计算即可。具体的计算式如下： 板式橡胶支座的刚度计算式： 单元局部坐标系X轴方向刚度：SDx=EA/L 单元局部坐标系y ,z轴方向刚度：SDy =SDz=GA / L 单元局部坐标系x轴方向转动刚度：SRx=GIp/L 单元局部坐标系y.轴方向转动刚度：SRy=EIy/L 单元局部坐标系y.轴方向转动刚度：SRz=EIz/L 式中：E、G为板式橡胶支座抗压、抗剪弹性模量；A为支座承压面积；Iy , Iz为支座承压面对局部坐标轴y、z的抗弯惯性矩；Ip 为支座抗扭惯性矩；L为支座净高。 固定盆式支座以较大的刚度约束板体的位移而放松对转动的约束，因此模拟在墩顶设置一个横、纵、竖二维抗压、抗剪的大值，各方向抗弯的小值.即SDx=SDy=SDz=无穷大，而SRx=SRy=SRz=0的一个弹性连接 五．支座〔边界条件〕 1.几中常用边界条件 a.桥墩底部固接

橡胶减震垫刚度计算

橡胶减震垫的刚度计算 播雨 摘要：橡胶减震器的刚度是非常重要的技术参数，它可以通过实验或检测的方法得到。橡胶减震器的刚度与弹性模量、硬度和尺寸形状等因素有关，可以通过计算方法得到，计算了不同尺寸的橡胶减震垫的刚度。 1前言 在噪声治理与隔振工程上经常选用橡胶型减震器和橡胶减震垫进行设备隔振，其最大优点是稳定性好于金属弹簧减震器，且适于高频隔振。橡胶型减震器结构紧凑，能有效利用空间，安装拆卸方便等特点。因此橡胶型减震器在减震降噪工程中得到广泛应用,并取得良好效果[1,2,3,4,8]。橡胶减震器的种类和形式很多，在资料中可以查到通用形状的橡胶减震器（垫）的刚度和计算方法，对于特殊形式的也可以通过实验或检测的方法得到[6,7,8]。本文主要针对wj型橡胶减震器（垫），进行刚度计算，以供参考。 2 橡胶减震器的刚度计算 橡胶减震器的动态刚度如下式计算： Ki= E d A L m x/H (1) E d=dλt m i E s (2) 式中,E d、E s-分别为橡胶减震器的动、静态弹性模量,kg/m2;d-动态系数，与橡胶的邵氏硬度有关，对于天然橡胶邵氏硬度H s=40-60°时，d=1.2-1.5；对于丁晴橡胶H s=55-70°时，d=1.5-2.5. m i-为i方向形状系数，与橡胶减震器的具体结构有关。λt-温度影响系数。 3 wj型橡胶减震器的刚度计算 wj型橡胶减震器是由wj型橡胶减震垫组合而成，是减震工程中常用的一种结构。 单层wj型橡胶减震器也称减震垫，它是在10mm厚橡胶基板的双面均匀分布着橡胶小园柱体，园柱体直径分别为Ф5×5（高）mm和Ф6×4（高）mm两种，相间分布。 这种减震器在载荷作用下，小园柱体受压变形，而基板几乎不变形，因此只考察小园柱体的形状系数即可。 轴向形状系数m x用下式计算[6]： m x=1+1.65n2(3) n= A L/ A f(4) 式中, A L=πD2/4，A f=πDH。 计算图2所示的橡胶减震器刚度，橡胶垫尺寸为75×80mm，每面各有不同直径的橡胶圆柱体56个，因此单面刚度应是K1x=56K x1，K x1为每个橡胶圆柱的刚度。我们只计算轴向的刚度，且为了简化取平均直径和高度为Ф5.5×4.5 mm 计算。 由于三层橡胶垫有6个单面串联，因此总刚度为: K x=56K x1/2N(5) 式中，N为减震器层数，这里N=3 将已知数据代入（3）式得m x=1.154；查机械设计

橡胶与各指标的关系

浅谈橡胶的各种物性与密度的关系 前言： 在橡胶制品过程中，一般必须测试的物性实验不外乎有： 拉伸强度 2、撕裂强度 3、定伸应力与硬度 4、耐磨性 5、疲劳与疲劳破坏 6、弹性 7、扯断伸长率。 各种橡胶制品都有它特定的使用性能和工艺配方要求。为了满足它的物性要求需选择最适合的聚 合物和配合剂进行合理的配方设计。首先要了解配方设计与硫化橡胶物理性能的关系。硫化橡胶 的物理性能与配方的设计有密切关系，配方中所选用的材料品种、用量不同都会产生性能上的差异。 1、拉伸强度：是制品能够抵抗拉伸破坏的根限能力。 它是橡胶制品一个重要指标之一。许多橡胶制品的寿命都直接与拉伸强度有关。如输送带的盖胶、橡胶减震器的持久性都是随着拉伸强度的增加而提高的。 A：拉伸强度与橡胶的结构有关： 分了量较小时，分子间相互作用的次价健就较小。所以在外力大于分子间作用时、就会产生分子 间的滑动而使材料破坏。反之分子量大、分子间的作用力增大，胶料的内聚力提高，拉伸时链段 不易滑动，那么材料的破坏程度就小。凡影响分子间作用力的其它因素均对拉伸强度有影响。如NR/CR/CSM这些橡胶主链上有结晶性取代基，分子间的价力大大提高，拉伸强度也随着提高。也 就是这些橡胶自补强性能好的主要原因之一。一般橡胶随着结晶度提高，拉伸强度增大。 B：拉伸强度还跟温度有关： 高温下拉伸强度远远低于室温下的拉伸强度。 C：拉伸强度跟交联密度有关： 随着交联密度的增加，拉伸强度增加，出现最大值后继续增加交联密度，拉伸强度会大幅下降。 硫化橡胶的拉伸强度随着交联键能增加而减小。能产生拉伸结晶的天然橡胶，弱键早期断裂，有 利于主健的取向结晶，因此会出现较高的拉伸强度。通过硫化体系，采用硫黄硫化，选择并用促 进剂，DM/M/D也可以提高拉伸强度，（碳黑补强除外，因为碳黑生热作用）。 D：拉伸强度与填充剂的关系：

网架结构支座类型选取方法及支座刚度取值研究

网架结构支座类型选取方法及支座刚度取值研究 ■ 龚 凯 贾建坡 [摘 要] 本文从实际工程中用到的各种网架支座类型展开介绍，从结构体系合理的角度出发，对具体项目如何选择合适的支座类型提出了自己的观点。通过计算分析和工程实例，给出了网架支座刚度取值的具体方法。 [关键词] 网架 支座 约束 弹簧刚度 目前网架设计师一般习惯把网架支座简化为弹性约束，弹簧刚度取值正确与否直接影响了网架结构的安全。目前国家规范对网架支座弹簧刚度的取值没有严格的规定，不同的设计师对弹簧刚度的理解千差万别，通过研究得出网架支座弹簧刚度取值的科学方法是非常必要的。 一、 网架结构支座类型 网架结构支座类型一般可以从力学模型和支座构造两方面分类。 1. 按力学模型分 固定铰支座、单向滑动铰支座、双向滑动铰支座、单向弹簧铰支座、双向弹簧铰支座。 2. 按支座构造分 平板压力支座、平板拉力支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球形钢支座等。 3. 支座构造与力学模型的对应关系 平板支座（平板压力支座、平板拉力支座）可以实现固定铰支座，但是无法实现比较理想的单向滑动铰支座和双向滑动铰支座，也不能实现准确弹簧约束值的单向弹簧铰支座和双向弹簧铰支座。另外平板支座对弯矩释放不是很好，对于大跨度网架（＞60m）、支座转角较大（＞0.005rad）和受力复杂的支座节点不宜选用，否则将造成计算假定与实际受力偏差较大。 板式橡胶支座和盆式橡胶支座可以实现固定铰支座、单向弹簧铰支座、双向弹簧铰支座，不能实现比较理想的单向滑动铰支座和双向滑动铰支座。另外板式橡胶支座和盆式橡胶支座耐久性差，设计使用年限一般不大于20年，对于检修比较困难或检修代价比较大的工程不宜采用。 球形钢支座可以实现固定铰支座、单向滑动铰支座、双向滑动铰支座、单向弹簧铰支座和双向弹簧铰支座，耐久性又非常好，正常维护的情况下一般可以达到50年以上，是非常好的一种支座形式。但是球形钢支座也有一个缺点，就是价格比其它支座类型要高。 二、 网架结构支座类型如何选择 在具体项目中网架结构支座类型如何选择，要根据结构整体受力合理、网架跨度、支座受力复杂程度、耐久性、造价等因素综合确定。 1. 结构整体受力合理 不少网架设计师喜欢将网架全部或部分支座水平位移约束释放以简化计算，但是网架支座水平位移约束释放后，网架下部支承结构水平力传递有可能会变的不合理。比如对于屋顶为网架结构的单层空旷建筑，如将全部支座水平位移约束释放的话， 水平地震作用下网架支承柱就成了悬臂柱，此时网 架起不到协调各支承柱共同抵抗水平力的作用，中 震或大震下支承柱柱顶发生大变形，网架支座开始 传递水平力，由于支座刚开始是释放水平位移的， 我们无法保证各个支座同时传递水平力，若是某一 个或某几个支座最先开始受力，那么很可能会各个 击破，各个支座先后破坏，从而导致网架整体偏离 支承结构而发生塌落破坏。所以网架支座选用何种 形式应从结构整体受力合理来考虑，不能仅考虑网 架计算简化或者仅考虑网架自身安全。 2. 网架跨度。 大跨度屋盖结构应考虑构件变形、支撑结构位 移、边界约束条件和温度变化等对其内力产生的影 响；同时可根据结构的具体情况采用能适应变形的 支座以释放内力。大跨度屋盖结构系指跨度≥60m 的屋盖结构。跨度﹥36m的两端铰支承的桁架，在 竖向荷载作用下，下弦弹性伸长对支承构件产生水 平推力时，应考虑其影响。对于风敏感的或跨度﹥ 36m的柔性屋盖结构，应考虑风压脉动对结构产生 风振的影响。有以上几条可以看出，当网架结构跨 度﹥36m时，在恒载作用下，下弦会因伸长而对支 承构件产生一定的水平推力；在风荷载作用下，网 架会产生风振影响，当风荷载为压力时，支座转角 会增大，当风荷载为吸力时，支座转角会减小，由 于风荷载为脉动荷载，时大时小，时有时无，所以 对支座转动释放能力要求较高。当网架跨度≥60m 时，以上影响将会更大。所以当网架跨度﹥36m时 宜采用释放转动和位移性能更好的橡胶支座、盆式 橡胶支座或者球形钢支座；当网架跨度≥60m时应 选用橡胶支座、盆式橡胶支座或者球形钢支座。对 于检修比较困难或检修代价比较大的工程优选球形 钢支座。 3. 支座受力复杂程度 支座受力无非是拉、压、弯、剪、扭几种情况， 哪种受力算是复杂？对于平板支座、橡胶支座和球 形钢支座均能承受拉力、压力、剪力，所以拉、压、 剪不能算是复杂，而对于释放位移约束和释放转动 不是每一种支座都能实现的，所以对于释放位移和 释放转动的应该算是受力复杂。下面分情况介绍各 种受力复杂情况下如何选择合适的支座。 （1）需要位移释放时 当释放位移≤50mm时，可以采用带过渡板的平 板支座，过渡板与支座底板间应放置聚四氟乙烯板， 并且过渡板上应开孔，开孔孔径保证位移量≥50mm； 宜采用橡胶支座，但应验算橡胶支座剪切变形位移 量以满足设计要求；优先采用能释放位移的球形钢 支座。当释放位移50～100mm时，平板支座已很难 实现，可以采用橡胶支座，但应验算橡胶支座剪切 变形位移量以满足设计要求，此时因为释放位移的 要求橡胶支座平面尺寸会比较大；宜优先考虑能释 放位移的球形钢支座。当释放位移≥100mm时，平 板支座已不能实现，橡胶支座平面尺寸会非常大， 所以应采用能释放位移的球形钢支座。 （2）需要释放转动时 当支座转角≤0.005rad时，可以采用带过渡板 的平板支座，宜采用橡胶支座，优先采用球形钢支 座。当支座转角0.005～0.02rad时，可以采用橡 胶支座，宜采用球形钢支座。当支座转角≥0.02rad 时，应采用球形钢支座。当支座转角不是很大 （≤0.02rad），但支座转动变形往复变化很频繁时， 考虑到橡胶支座易老化，所以建议选用球形钢支座。 （3）需要减小支座水平刚度时 对于网架支承结构水平刚度较大、大跨度（≥60m） 网架和长度超长（≥120m）的网架，在温度荷载作 用下，网架对支承结构水平推力较大，导致下部结 构截面或配筋很大，此时若采用弹簧铰支座，就可 以减小支座水平刚度，从而减小网架对下部支承构 件的水平推力。这种情况下可以选用的支座类型是 橡胶支座或带弹簧的球形钢支座。支座弹簧刚度取 网架和下部结构整体模型计算最优值，一般在2～ 15kN/mm之间。 4. 耐久性 网架支座耐久性不应小于主体结构设计年限， 若网架支座耐久性小于主体结构设计年限，应考虑 在使用阶段进行定期检查并及时进行更换。各种支 座耐久性如下：平板支座（≥50年）=球形钢支座 （≥50年）﹥橡胶支座（10～20年）。对于室外工 程，一般有操作面，支座更换困难不大，但是对于 一般的民用建筑，要考虑更换的可行性和更换的代 价。对于个别更换支座可能引起建筑功能中断的情 况，应慎重选择，比如对于医院、供水、供电等生 命线工程，不宜选用耐久性差的橡胶支座。 5. 造价 不同的支座类型造价不同，一般来讲，球形钢 支座＞橡胶支座＞平板支座，在安全适用、确保质 量、技术先进的前提下，应选择经济合理的支座类 型。 三、 网架支座刚度取值 目前网架设计师一般习惯把网架支座水平约束 简化为弹性约束，国家规范对网架支座弹簧刚度的 取值没有严格的规定，不同的设计师对弹簧刚度的 理解千差万别，本文从力学基本概念入手，系统梳 理各种支座形式下支座弹簧刚度取值的方法。 1. 当网架支座采用固定铰支座时。 此种情况下支座水平弹簧刚度即为下部支承结 构对网架的水平约束刚度，下部结构对网架的水平 约束刚度应从整体模型中得到。用通用有限元软件 （比如3d3s）建立网架和下部支承结构的整体模型， 将网架和下部结构模型调试至整体指标、构件配筋、 挠度、裂缝、强度、稳定、长细比等均满足规范要 求时，查看单工况下网架支座反力，然后删除下部 结构，将网架支座处加上弹性约束，弹簧刚度从 （下转第085页） 083

2019年GPZ(KZ)公路桥梁抗震盆式橡胶支座系列规格表

GPZ(KZ)型系列 公路桥梁抗震盆式橡胶支座（DX单向，SX双向，GD固定） 主要尺寸表

GPZ(KZ)公路桥梁抗震盆式橡胶支座 GPZ(KZ)系列抗震盆式橡胶支座是依据中华人民共和国交通行业标准《》(标准号JT391-1999)及公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)，在盆式橡胶支座的基础上增加了消能和阻尼措施。 包括固定支座和单向活动支座两种型式，和与之配套使用的还有双向活动支座。支座规格按JT391-1999要求分为31级。支座竖向设计承载力、支座转角、支座摩擦系数及位移均按标准要求设计。仅固定支座各方向和单向活动支座非滑移方向的水平力由原支座设计承载力的10%提高至20%。 现在．国内外采取的是刚性抗震法和柔性减震法两种抗震方法，刚性抗震需增大结构(包括基础结构和抗震支座结构)尺寸,柔性减震的特点是：减震性能好而刚度较小，在较大地震波的情况下有被破坏的可能。该系列支座采取了刚、柔结合等有效抗震措施，增大了支座的耗能能力，极大的改善了支座的抗震性能，因此地震发生时可提高桥梁的抗震能力，最大限度的限制了桥梁上下部结构之间的相对位移，减小了地震力的放大系数。非地震时等同一般盆式橡胶支座使用。 由于GPZ(KZ)系列抗震盆式橡胶支座设计有固定支座和单向活动支座，两种型式支座配合使用比仅在桥梁固定墩上设置抗震支座对提高全桥结构的抗震能力是不言而喻的。 GPZ(KZ)盆式橡胶支座结构形式

GPZ(KZ)GD(固定抗震盆式橡胶支座)，主要由上座板、消能板、密封圈、橡胶板、底盆和阻尼胶圈等组成。GPZ(KZ)DX(单向活动抗震盆式橡胶支座)还有中间钢板、四氟滑板、不锈钢滑板及侧向滑移装置等。减震原理主要是当支座水平力大于支座设计竖向承载力的20%后，消能板开始滑移，起到第一道隔震效果；然后阻尼圈发挥第二道阻尼效果，支座起到抗震作用；当地震冲击波超过一定极限时，该系列的刚性抗震起到了第三道抗震效果。 GPZ(KZ)盆式橡胶支座性能 1、此种支座按竖向设计承载力:可分31级，即、1、、、 2、、 3、、 4、 5、 6、 7、 8、 9、10、、15、、20、、25、、30、、35、、40、45、50、55、60MN。支座设计承载力允许超载10%。 2、支座水平承载力:固定橡胶支座各方向和单向活动支座非滑移方向的水平承载力可承受支座设计承载力的20%。 3、支座摩擦系数:单向活动抗震支座，在硅脂润滑下，常温型支座(－25℃ ~+60℃ )设计摩擦系数最小取值μ=,耐寒型支座(－40℃ ~+60℃ )设计摩擦系数最小取值μ=。 4、转角:本系列的橡胶支座转动角度为。 5、位移:单向活动抗震橡胶支座位移量，横桥向为± 3mm GPZ(KZ)盆式橡胶支座设计注意事项 1、建议墩台顶面设置支承垫石。支承垫石的高度应考虑支座养护、检查的方便及更换支座时顶梁的可能性，支座底板以外垫石边缘部分最好设置一定坡度以利排水。 因规格相同类型不同的支座高度不同，应注意调整垫石顶面的标高。 2、橡胶支座顶、底板所承载的混凝土应按公路桥涵设计规范中局部承压的有关要求配置钢筋网。 3、橡胶支座规格可根据上部结构计算的恒载、活载及偏载影响等之和在规格系列表中就近选取。因支座具有一定的安全系数，选型时不必人为加大支座规格。在选择常温型支座还是

橡胶衬套刚度对悬架特性的影响_高晋

第40卷　第2期吉林大学学报(工学版) 　Vol .40　No .22010年3月 Journal o f Jilin Unive rsity (Engineering and Technolo gy Edition ) 　M ar .2010 收稿日期:2009-04-13. 基金项目:吉林省科技发展计划重点项目(20040332-2). 作者简介:高晋(1982-),男,博士研究生.研究方向:汽车系统动力学.E -mail :w rdbbnr @https://www.wendangku.net/doc/4c3845923.html, 通信作者:宋传学(1959-),男,教授,博士生导师.研究方向:汽车系统动力学.E -mail :so ng chx @https://www.wendangku.net/doc/4c3845923.html, 橡胶衬套刚度对悬架特性的影响 高　晋,宋传学 (吉林大学汽车工程学院,长春130022) 摘　要:对ADAMS /Car 中衬套刚度的计算进行了说明,在此基础上建立了一个双横臂悬架的刚弹耦合模型。通过ADAM S /Insight 对各个衬套的刚度进行灵敏度分析,分析了衬套刚度的变化对车轮定位参数和悬架刚度的影响,得出车轮定位参数随橡胶衬套刚度变化的规律。 选取刚度变化对车轮定位参数影响较大的衬套力比例因子作为设计变量,选取车轮外倾角、前束、主销内倾角、轮距为优化目标,对不同的衬套取不同的比例因子,通过ADAM S /Insight 自动完成设计的空间组合,并进行仿真计算。根据目标函数对设计空间过滤,最终达到对车轮定位参数的优化设计。关键词:车辆工程;汽车悬架;橡胶衬套;灵敏度分析;衬套刚度 中图分类号:U463.33 文献标志码:A 文章编号:1671-5497(2010)02-0324-06 Influence of rubber bushing stiffness on suspension performance GAO Jin ,SONG Chuan -x ue (College of Automotive Engineering ,J ilin University ,Changchun 130022,China ) A bstract :The calculation o f bushing stiffness w as introduced in the softw are ADAMS /Car ,and based on it a rigid -flex co upling model w as built for the automo tive do uble wishbo ne suspension sy stem .The sensitivity analy ses of the siffness of different rubber bushings were do ne by the softw are ADAM S /Insig ht ,and the influences o f the rubber bushing stiffne ss on the w heel alig nment pa rameters and the suspensio n stiffness w ere analy zed ,and the chang e patte rns of the w heel alig nment paramete rs versus the rubber bushing stiffness we re o btained .Taking the scale factors of the bushing forces that affects significantly on the w heel alignment parameters as the desig n variables ,the camber angle ,the toe ang le ,the kingpin inclinatio n ang le and the w heel track as the optimization targ ets ,fo r the different scale facto rs of different bushings ,the w o rkspaces we re achieved automatically by ADAM S /Insight ,and the sim ulating calculatio n w as performed .The w heel alig nment parameters w ere o ptimized by filtering the w orkspaces acco rding to the targ et functions . Key words :vehicle engineering ;auto motive suspensio n ;rubber bushing ;sensitivity analysis ;bushing stiffness 为了衰减汽车高速行驶引起的振动和冲击,现代汽车悬架系统越来越多地采用橡胶衬套 [1] , 主要利用橡胶的弹性变形减缓机构中难以避免的运动干涉。悬架的弹性运动产生于橡胶衬套的变

MIDAS入门-支座模拟

MIDAS中支座的模拟 弹性连接刚性与刚性连接的区别 1、概念解释： 1）弹性连接是一种具有6个自由度，类似于梁单元的弹簧单元，弹性连接由两个节点构成，两 节点的相对变形由弹性连接的刚度决定，其刚性连接的刚度为模型中最大刚度的100000倍， 此时如果模型中人为定义了刚度很大的刚臂单元，则可能会因为弹性连接的刚度过大，导致计 算奇异。 2）刚性连接是一种纯粹的边界条件，是节点自由度耦合的一种方式，一个刚性连接是由一个 主节点，一个或多个从节点构成，从节点的约束内容与主节点相同，主从节点的相对位移由 刚性连接的约束内容决定，如果约束内容只有平动自由度，则主从节点间无相对位移，如果 约束内容既有平动自由度也有转动自由度，则主从节点因发生相同的转动位移而导致主从节 点有相对的平动位移。 2、弹性连接定义多支座反力： 注：如图所示，可以把端横梁定义成弹性连接的刚性，这样

端部刚度越大，分配下部的支反 力越均匀，如左边显示，三个支座反力均相等； 而右边的单梁多支座的定义，计算结果就偏离实际情况，求出的中间支反力最大，这样的结 果是错误，建议选用刚性连接的方法来定义单梁多支座。 3、刚性连接定义多支座反力： 注：定义多支座反力，尽量选用刚性连接来做。还有一个问题，用弹性连接的刚性容易出错， 因为弹性连接的刚性取的是整个模型中最大刚度的10的5次方倍，如模型中有较大截面时，如 承台截面时，在主梁与主塔之间连接，容易造成计算结果奇异； 4、建议： 1）对于普通模型，用两种方法模拟刚臂均可，对于模型中有大截面或者有大刚度单元时，建 议采用刚性连接来处理，防止计算奇异。 2）弹性连接刚性，形象说就是一根“杆”，两者是由一根有形的杆相连接；刚性连接就是两 个节点之间有“磁铁”左右，两者之间无刚度约束，而是自由度耦合的方式。 3）弹性连接在施工过程中可以任意激活钝化，刚性连接在施工过程中只能激活，不能钝化。

橡胶刚度和刚度的关系

Q：在做隔振设计的时候,计算出所需要的橡胶刚度值,但是厂家提供的只有邵式硬度值,请问如何对应这两者? A：橡胶硬度和刚度 橡胶硬度和刚度没有对应关系，硬度是橡胶经配合、炼胶、硫化后胶料自身的特性，刚度是橡胶产品的特性，但结构尺寸一定，刚度随硬度增加而增大。 厂家应该会提供力量－变形的信息．如果没有，可结合硬度＋几何形状（如果规则的话）进行估算． 除了估算，估计还得要实测，如静载荷下的压缩量，来判断是否能起作用 刚度只能计算静刚度，厂家需要做应力应变测试，通过abaqus可以计算静刚度，误差一般小于10% Ps：胶料的硬度随着硫磺含量的增加而增加。对天然橡胶胶料，硫磺用量若增加1~3份，硬度就会提高5度；对天然/丁笨/顺丁并用胶，硫磺用量增加1.5~4份，提高硬度5度。 起初随着硫量的增加，交联程度也增加，其硬度加大，硫添加到一定量后出现过硫，对任何橡胶来说，硫化时不只是产生交联，还由于热及其它因素的作用产生产联链和分子链的断裂。这一现象贯穿整个硫化过程。在过硫阶段，如果交联仍占优势，橡胶就发硬，定伸强度继续上升，反之，橡胶发软，即出现返原。 力/位移=橡胶的静刚度。 硬度、定伸强度等都和静刚度大小有关系。 硬度越大静刚度越大，至于定伸强度数据倒是有就是没有分析，这个你自己可以统计一下数据，进行一下分析，就可以得出结论。 静刚度是橡胶的刚度指标，一般通过硬度控制，它和硬度、定伸是成正比关系的 Q：静刚度4kg/mm应该对应橡胶邵氏硬度多少度？ A：静刚度是对产品成品的整体弹性特新来说的，每压缩1毫米需要4公斤力，和产品截面和高度都相关联，而邵氏硬度是描述橡胶材料本身软硬程度的一个测量表述值，如果产品结构确定了，那么可以调整橡胶硬度来满足4Kg/mm，反之如果确定了使用什么硬度的材料，那么可以调整产品的结构尺寸来达到静刚度规定值，显然，把这个试验调试交给橡胶生产厂来做更方便，设计使用方只需要静刚度结果进行验收。一般设计时用邵氏A60度值时的弹性模量来做设计计算，出现不大的偏差由生产来调整。可以向橡胶生产厂索要直径10毫米高10毫米的试粒样品来自行测定该硬度橡胶的弹性模量 Q：刚度、强度、硬度如何区别

MIDAS中支座的模拟

MIDAS中支座的模拟2008-07-22 21:43 分类：默认分类 字号：大中小 对于空间结构而言，墩柱与梁体连接条件，支座刚度的模拟至关重要。在我们做的“多支座节点模拟”技术 资料里，重点说明了多支座模拟的过程。 首先“在支座下端建立节点，并将所有的支座节点按固结约束”，这是一种模拟实际情况的建模方法。意思是：在墩顶处结构是全约束的，在各个方向都不可能有位移和转角。 然后“复制支座节点到梁底标高位置生成支座顶部节点，并将支座节点与复制生成的顶部节点用“弹性连接”中的“一般类型”进行连接，并按实际支座刚度定义一般弹性连接的刚度”，这句话的意思是相当于建立一个支座单元，它的三个方向的刚度值则是由实际工程中支座的类型和尺寸来提供。 然后再建立支座顶部节点与主梁节点之间的联系。此时将利用Civil提供的“刚性连接”，以主梁节点作为主节点，支座顶部单元作为从节点，将其连接起来。这样做的意思是：将主梁节点与支座顶部节点形成一个 受力的整体，目的也是为了真实模拟其受力情况。 在MIDAS中，在使用“弹性连接”中的一般类型时，会要求输入您说到的SDX，SDY，SDZ这三个值，它们分别是指：SDx：单元局部坐标系x轴方向的刚度。SDy：单元局部坐标系y轴方向的刚度。SDz：单元局部坐标系z轴方向的刚度。另外，在弯桥中需要定义支座节点的局部坐标系和BETA角。 这三个值是由由实际桥梁工程使用的橡胶支座类型决定的，也就是说与支座的刚度系数指标有关。在桥梁工程中，一般使用较多的是板式支座和盆式支座。其中大桥盆式支座使用相对较多，在输入这种类型支座的刚度值时，一般要么很大，要么取0；中小桥多用板式支座，在输入刚度值时可以根据支座橡胶层厚度 来计算即可。具体的计算式如下： 板式橡胶支座的刚度计算式： 单元局部坐标系X轴方向刚度:SDx=EA/L 单元局部坐标系y ,z轴方向刚度: SDy =SDz=GA / L 单元局部坐标系x轴方向转动刚度:SRx=GIp/L 单元局部坐标系y.轴方向转动刚度:SRy=EIy/L 单元局部坐标系y.轴方向转动刚度:SRz=EIz/L 式中:E、G为板式橡胶支座抗压、抗剪弹性模量；A为支座承压面积；Iy , Iz为支座承压面对局部坐标轴y、z的抗弯惯性矩；Ip为支座抗扭惯性值；L为支座净高。

机车车辆串联橡胶垫的高圆弹簧刚度的计算分析

机车车辆串联橡胶垫的高圆弹簧刚度的计算分析 孤夜狼 13车辆工程2班 20131310010204 摘要：随着我国铁路进入高速重载的新时代，铁路列车运行的平稳性与安全性越来越重要。轴箱弹簧是机车转向架的关键部件之一，其性能的稳定性直接影响机车运行的安全及平稳。弹簧承载情况及工作环境十分复杂，所以，弹簧的强度、疲劳寿命具有非常大的随机性，是广大工程技术研究人员十分关注的问题。因此，研究细化弹簧强度和精确计算串联橡胶垫的高圆钢弹簧刚度参数具有重要的理论及实际意义。 关键词：高圆弹簧；橡胶垫；刚度；稳定性 Abstract : With China's railway enter a new era of speed and heavy duty，the smooth and security running of railway trains becomes more important．Spring is one of the key components in vehicle, the stability of which affect the safety and stabilization of vehicle operation. There is very large randomicity in strength and fatigue life of spring for the complicated status of load and work environment. For its importance of practical application, the problem catches many engineers to research. Keywords : flexicoil spring;rubber pad;stiffness;stability 0、引言; 近十年多来，中国的铁路发展迅猛，列车经过几次大提速，运行速度有了显著提高。随着运行速度的提高，不可避免地加剧了机车车辆的振动和噪声，严重影响了列车的舒适性和安全性，因此对列车减振系统相应地提出了更高的要求。 由高圆钢制弹簧和橡胶垫串联组成的悬挂装置在铁道机车车辆中使用十分普遍，准确计算其各向刚度，特别是横向刚度值是保证机车车辆动力学性能的前提。在机车车辆中大量使用螺旋弹簧，而螺旋弹簧的刚度显著影响机车车辆的运行稳定性、安全性和曲线通过性能。到目前为止，有许多计算弹簧刚度的方法，但都无法在设计阶段取得试验数据，只能用其它相近弹簧的试验数据代替。另外，弹簧本身就不是弹性直杆，弹性直杆不能解决弹簧两端的切口对刚度的影响，不能计算出精确的弹簧刚度。在铁路机车车辆设计和方案论证阶段如果机车车辆悬挂系统的刚度参数不能准确确定，机车车辆系统动力学分析结果存在较大的分析误差，会给铁道车辆新产品开发带来困难及经济损失。 故其在很多方面扮演着相当重要的角色，对车辆的舒适性和安全性也起着相当重要的作用，因此其刚度的研究分析十分必要。本文以高圆弹簧一端加橡胶和上下两端加橡胶垫两种不同结构型式进行计算强度，并分析两种结构的稳定性和影响因素。 1、高圆弹簧加橡胶垫的刚度 高圆弹簧加橡胶垫的结构被广泛应用于新一代的内燃机车、电力机车及车辆上,作为二系悬挂装置。橡胶垫的作用有两点:一是减小高圆弹簧的水平向刚度;二是显著降低高圆弹簧的应力水平。橡胶垫的应用,既改善了高圆弹簧的水平刚度特性,还保证它的运用可靠性和耐久性。在结构型式上,可以是高圆弹簧一端加橡胶垫,或上下两端加橡胶垫,所加橡胶垫可以

人工合成材料调高盆式支座

团体标准 《桥梁用磁力降噪多向变位梳齿板伸缩装置》 编 制 说 明 标准编制组 二○一七年十二月

目录 一、工作概况 (1) 二、主要技术内容 (2) 三、主要试验（验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济 效果 (11) 四、采用国际标准的程度及水平的简要说明 (17) 五、重大分歧意见的处理经过和依据 (18) 六、其他应予以说明的事项 (18)

一、工作概况 1、任务来源 磁力减震降噪多向变位梳齿板伸缩装置结构合理、性能可靠、安装更换方便、可以有效降低噪音水平延长使用寿命，且能够实现多方向的变位要求。将永久磁铁首次引入的伸缩装置领域，用永久磁铁的柔性连接替代锚固螺栓的硬性连接，减少锚固螺栓上拔力作用下的损坏，减小了齿板应力集中现象。利用伸缩装置主齿板下设置的永久磁铁，起到阻尼效应，能有效降低齿板振动及噪音。同时磁铁的吸附作用能保证安装过程中上下钢板的密贴，延长使用寿命。磁铁产生竖向吸附力，销轴承载水平冲击力，不约束车辆经过时的齿板变形，因此不会产生螺栓的疲劳断裂，受力更加合理。该伸缩装置已经被大多设计人员接受并广泛应用，但对具体的性能水平，永久磁铁选型，以及降噪水平都没有标准可依。 因此，制定一部《磁力减震降噪多向变位梳齿板伸缩装置》标准，以求规范永久磁铁在伸缩装置中应用的设计、生产、试验等标准内容，同时明确伸缩装置的噪音水平势在必行。 2、协作单位及主要起草人 本标准于2017年由中国技术市场协会提出并归口，并由衡水中交信德工程橡塑有限公司、河北省交通规划设计院、河北宝力工程装备股份有限公司、河北省工程橡胶工程技术研究中心共同起草，主要起草人为李金亮、赵杰、李志聪、张梅钗、张国清、王希慧、葛永刚、高建华、桂鉴臣、赵九平、魏春晶、吴聪利。 3、工作过程 2013年，磁力减震降噪多向变位伸缩装置研发小组成立。经过不断的研究，于当年10月28日申请国家专利2项。研发小组经过理论计算、动力学分析及多次的试验，完成了伸缩量2000mm以下设计，并进行广泛推广应用。2013年至2017年间，产品不断改进升级，继续申请多向国家专利。2017年6月，由中国技术市场协会提出，并通过会议启动了《桥梁用磁力减震降噪多向变位梳齿板伸缩装置》团体标准的制定工作，成立了标准编制组，开始着手《桥梁用磁力减震降噪多向变位梳齿板伸缩装置》标准的起草工作，于2017 年9月完成标准草案，2017 年11月完成标准征求意见稿，2017年12月完成标准送审稿并召开送审稿审查会，具体工作过程如下。 1）标准调研、验证阶段（2017年 6 月—2017 年 7 月） 2017年 6 月—2017 年 7 月，明确工作后立即成立了编制组，邀请行业内优秀企业及相关的设计、检测、使用单位参与。对现有伸缩装置的弊端做了充分研究，对该伸缩装