Амортизаторы

По статическим и динамическим исследованиям и расчетам амортизационных устройств имеется немало сообщений. Однако лишь в немногих уделяется внимание оценке механических свойств резиновых конструкций по связи с составом резиновых смесей и технологическими особенностями производства. В расчетах конструкций, следуя принципу суперпозиции, авторы принимают зависимость напряжений / и деформаций е резины линейной, а по­этому и ограничиваются теми пределами деформаций, в которых считают возможным это допущение. Особенности свойств резины в больших деформациях и перемещениях освещают В. Л. Бидер-ман и Э. Э. Лавенделл. В литературе приводятся некото­рые материалы предлагавшихся расчетов.

Мостичный амортизатор. Исследование статических свойств мостичного амортизатора, состоящего из двух наклонно постав­ленных призматических резиновых блоков, прочно привулканизо-ванных к металлической арматуре, и ра­ботающего в сдвиге и сжатии (рис. 219), приводит Гебель. Вследствие прочного мостичного соединения направле­ние деформации б₀бщ не произвольное, а    идентично    с    направлением     силы

Относительная жесткость каждого амортизатора с = Я/б₀б_Щ; общая относи­тельная жесткость системы С = 2Р/б₀бщ-Вынужденное поведение амортизатора является следствием горизонтальной си­лы N (рис. 220), возникающей в резуль­тате прочного соединения обоих на­клонно поставленных блоков. Результи­рующая для Р и N сила Р’ одновременно является таковой же для усилия сдвига Р_сд и усилия сжатия Р_ст. Из соответ­ствующих деформаций сдвига б_сд и сжа­тия беж следует общая деформация (осадка) б₀бщ амортизатора при на­грузке. Величина б₀бщ меняется, как и ее компоненты, с изменением угла а — наклона оси амортизатора к вертикали. Приняв Л за начальную точку приложения силы Р, применяем следующие уравнения:

а) Установление усилия Р_сд, определяющего «чистое» напря­жение сдвига. Следуя обозначениям главы 8 и принятым здесь, получаем:

Модуль сдвига резины и 1 ебель принимает в графической зави­симости от твердости, но не зависящим от формы резины и кон­струкции блока (рис. 221).

При а не выше 20° тангенс угла практически можно принять равным дуге, следовательно

б) Установление усилия Р_ст, определяющего «чистое» напря­жение сжатия. Принимая зависимость напряжения / от деформа­ции е линейной, имеем:

Модуль  продольной  упругости  Е_ож._я  конструкционно   связан ной резины, привулканизованной к металлическим пластинам, IV бель   принимает   в   графической   зависимости   от   коэффициент,! формы Ф и от твердости резины (рис. 222).

в) Определение общего прогиба двух наклонно поставленных блоков амортизатора. Из уравнений (13.32), (13.36) и (13.37) для рассматриваемого случая

Из уравнения (13.38) можно вычислить б₀бщ для различных углов а или по заданным значениям б_сд и б_сж найти предел ли­нейной зависимости Р₀бщ — бобщ-

Расчет числа собственных колебаний мостичного амортизатора. При расчете числа п_с  (в Колеб/мим)  собственных колебаний системы в вертикальном направлении с массою m применяют урав­нение

Поскольку прогибы бобщ связаны с нагрузкой Р₀бщ через отно­сительную жесткость С, естественно ожидать, что при циклически изменяющейся   нагрузке   относительная   динамическая   жесткость

(практически не зависящая от частот, обычных для машин) раз-лична для разных видов резин

На рис. 223 приведена зависимость коэффициента k от твер­дости резины.

Масса m вычисляется (приближенно) как

Пример расчета. Требуется.

а)   Показать зависимость упругих прогибов бобщ амортизатора (рис. 224)
от Роощ для углов а — 0,15, 30, 45, 60, 75 и 90°, если $ — 10 X 10 см =» 100 см², толщина резинового слоя а = 8 см, твердость резины по Шору 58, G = 8,4 • • 10 Н/см² Ф = 0,313 и Есж. и = 52 • 10 Н/см².

б)   Показать зависимость числа собственных колебаний п_с амортизатора
для тех же значений углов а и Робщ = 6,0 кН, если k = 1,5 (из графической
зависимости от твердости по рис. 223).

Решение. Применяя уравнение (13.38) и задаваясь значением Робщ, нахо­дим бобщ для заданных величин углов. Решение приведено на рис. 224. При а = 0° происходит только сжатие блоков; при а = 90° — только сдвиг; в по­следнем случае с прогибом, в 6 раз большим, чем в первом. Кривая рис.  224,

определяющая границу линейности зависимости Р0бщ— 50бщ, вычислена на ос­новании уравнения (13.38) по формуле

На рис. 225 приведена зависимость собственной частоты колебаний от угла а, как сследует из графика, при а =. 0° п_с самое высокое, а при а = 90″ (при сдвиге) самое низкое.