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金屬橡膠隔振器的應用研究
2017-06-23 13:13:44來源: 作者:xdnet
近幾十年來國內外專家學者對金屬橡膠材料的隔振性能進行了大量的研究。美國早在20世紀60年代就已在武器裝備上采用金屬橡膠構件,目前,俄羅斯在金屬橡膠技術方面的研究水平居世界前列,其戰(zhàn)略導彈在10年存儲期內無需檢驗就可以隨時發(fā)射,其中的關鍵就是大量采用了金屬橡膠構件。
金屬橡膠材料是將金屬絲卷成螺旋形,經過編織、加壓成型,并處理而成的金屬材料,它不僅具有類似橡膠的彈性性質,而且還是一種多孔材料。金屬橡膠材料將彈性與多孔性集于一身,是其它材料無法替代的,它具有阻尼大、吸收沖擊能、不懼高低溫作用、不易老化等特點,金屬橡膠材料作為隔振器件在航空航天等領域日益得到廣泛的重視。因而,金屬橡膠隔振器特別適用于航空航天,它既具有金屬的固有特性,又具有類似于橡膠隔振器的彈性和阻尼特性。金屬橡膠隔振器以良好的隔振性能解決了極端惡劣環(huán)境下的隔振問題,即使是在常規(guī)環(huán)境下的應用,由于其超長的貯存期,對增強設備的維護性、提高設備的可靠性,也具有實際意義。
目前日常用的隔振材料是橡膠阻尼材料,但橡膠材料的彈性、阻尼特性易受環(huán)境溫度的影響,散熱系數小,在交變載荷作用下容易發(fā)熱產生熱應力疲勞、老化現(xiàn)象,引起彈性阻尼特性的退化,且抗污染、酸腐蝕能力差,使用頻率范圍窄,因此,必須定期更換。而新型金屬橡膠材料可以彌補上述橡膠材料的缺點,是替代橡膠材料、適用于惡劣環(huán)境使用的優(yōu)良材料,同時將該材料制成隔振器,在系統(tǒng)的共振區(qū)有較大的阻尼,可以有效地抑制共軛,而在系統(tǒng)的隔振區(qū)又有較小的阻尼,使系統(tǒng)具有良好的隔振效率。
針對彈上儀器設備(包括慣性平臺)而言,傳統(tǒng)的方法是在儀器設備殼體外部安裝橡膠型隔振器。這種隔振方法對于“離散譜型”的機理源,只要正確合理地選擇隔振器設計參數,一般都能取得滿意的效果。但由于導彈、火箭等飛行器所處的動力環(huán)境往往具有“寬帶隨機激勵”的特性,這樣,包括橡膠隔振器在內的傳統(tǒng)彈性隔振器在設計上就無法避免共振。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,現(xiàn)代軍事技術對導彈、火箭等飛行器制導精度的要求不斷提高,傳統(tǒng)隔振器在共振點上的共振傳遞率已遠遠超出了彈上精密儀器設備所能接受的技術指標。對某些重要儀器設備如慣性平臺,采用粘彈性阻尼隔振器可以獲得比傳統(tǒng)隔振器更小的共振傳遞率,使隔振器的動態(tài)性能大大提高,但是粘彈性材料對溫度敏感,抗蠕變性能不佳,難以滿足長期貯存的要求。所以,開發(fā)適用于惡劣環(huán)境的新型隔振器是軍工產品隔振的迫切任務。
慣性導航系統(tǒng)是飛航導彈、火箭、核潛艇、戰(zhàn)略轟炸機的核心部件,慣性技術和慣性器件的發(fā)展水平是一個國家軍事實力的重要標志,而慣性平臺是平臺式慣性導航的核心部件。金屬橡膠隔振器可稱為適應新型號武器系統(tǒng)惡劣力學環(huán)境條件的一種新型慣性平臺隔振器,它不僅具有較好的動、靜態(tài)特性,在高真空、高低溫條件下能正常工作,而且抗腐蝕,保存期不受限制,從而克服了目前平臺常用橡膠隔振器隨時間老化這一致命弱點。
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