一种三向等刚度橡胶减振器的研制

赵苗苗，段宇星

（中国飞机强度研究所，陕西 西安 710065）

目前，高速化和大功率化的装备发展带来很多有害的振动和冲击。宽频随机振动和大量值冲击引起结构的共振效应可造成设备的电子配件结构破坏和疲劳失效，严重影响装备的可靠性，从而造成不可预估的结果。

隔振安装是抑制振动、冲击和噪声的有效途径。减振器能够将设备与机体隔离，作为抑制设备与机体耦合振动的有效配件，已被广泛应用于卫星、导弹、舰船、飞机和车辆上的仪器仪表、导航设备和电子系统等上。高阻尼硅橡胶材料因具有宽温域适用性、高弹性、优良耐候性和长寿命被广泛应用于航空、航天领域的设备减振降噪和密封等方面[1-3]。

某卫星惯性设备在工作中需要承受19g（g为重力加速度）的振动响应量值及8 000g的冲击量值，超出了设备的负载能力，严重影响其正常使用。本工作基于经典振动理论和橡胶材料的超弹性本构关系，利用有限元分析技术，设计一款兼具缓冲和隔振的橡胶减振器，以解决该惯性设备的振动问题，满足设计要求。

1 隔振系统简化模型及橡胶材料本构模型

1.1 经典隔振理论

设备的隔振设计即通过在设备与基础激励之间设置柔性连接来衰减两者之间的能量传递和隔离两者之间的高频振动。其隔振系统模型可简化为单自由度隔振模型，如图1所示。其中，m为设备质量，c为隔振系统阻尼系数，k为隔振系统弹性系数。

图1 单自由度隔振模型Fig.1 Single freedom degree vibration isolation model

隔振的运动方程[2]为：式中，f（t）为基础激励运动函数，F0为无隔振系统时直接作用于设备的力，t为运动时间，ω为隔振系统角频率。……