双层金属橡胶隔振器的理论分析与隔振性能研究

余慧杰，张 升

（上海理工大学 机械工程学院，上海200093）

金属橡胶是一种弹性多孔状的金属材料，内部为金属丝相互交错勾连形成的空间网状结构，在承受交变载荷时，可以耗散大量振动能量，起到阻尼减振作用，因此金属橡胶常作为隔振器的核心元器件。许多学者对金属橡胶建立了各种动力学模型，用各种方法求解了模型并分析了系统参数对隔振性能的影响[1-3]。Yu等[4]用平均法求解了单自由度非线性干摩擦隔振系统，并分析了利用干摩擦隔振器实现低频时的无谐振现象。李玉龙等[5]研究了金属橡胶隔振器在不同激励情况下的参数变化情况。吴荣平等[6]研究了迟滞干摩擦隔振系统，详细分析了非线性刚度，静摩擦力对系统的力传递率的影响。这些模型主要针对单层金属橡胶隔振器，但由于单层金属橡胶隔振器本身特性的限制，当运用于某些含有高精度电子元器件的设备中，其隔振效果并不理想。双层隔振器有更高效的隔振效果，但双层金属橡胶隔振器由于模型复杂、参数众多，在实际隔振器设计中难以取得最优效果。赵建学等[7]研究了阻尼比、质量比、刚度比等参数对于双层隔振系统的影响。本文将建立一种包含非线性刚度和干摩擦力的2自由度隔振器模型，并用该模型指导双层隔振器的设计。

1 金属橡胶隔振器力学模型

1.1 力学模型的建立

由金属橡胶泛函本构关系，隔振器模型中应含有三次非线性刚度以及摩擦阻尼力[3]。……