[发明专利]一种管道支撑的金属橡胶减振器的设计方法

说明书

本发明公开了一种管道支撑的金属橡胶减振器的设计方法，该方法沿管路周向的不同位置的减振块采用不同的成型密度，利用金属橡胶成型密度越小，支撑刚度越小，减振性能越好的基本规律，以不同位置的金属橡胶减振块随自重影响下的压力分布变化采用不同密度金属橡胶减振块以提高减振性能，从而在保证整个减振器安全服役的情况下实现更为理想的减振效果。本发明采用多种不同密度的近长方体的减振块按一定原则镶嵌于管卡中的多个限位板之间。减振块内部相互勾联的空间网状结构使其具有良好的弹性和阻尼性能。不同位置的减振块随自重影响下的压力分布变化采用不同密度，以此获得更佳的减振效果。

技术领域：

本发明涉及一种减振器，尤其涉及管道支撑 的金属橡胶减振器的设计方法。

背景技术：

目前普通减振器所用普通减振材料无法在高温、低温和腐蚀气氛、辐照等恶劣苛刻的工作环境下长期服役，在恶劣环境下材料脆化，硬化，腐蚀后材料性能骤降甚至失效等不仅影响减振效果，甚至影响人员工作设备安全。另一方面，现有的一般管道减振器设计多为圆环形状，形状尺寸大，制作成本高，不易装配，拆卸维修困难，同时减振效果不理想，减振材料的整体化设计没有考虑到管道对减振器压力的不均匀性，为满足最大载荷，通常整体选择较大刚度材料，从而导致减振性能的不足。

发明内容：

为了克服现有普通的减振器无法在高温、低温和腐蚀气氛、辐照等恶劣苛刻的工作环境下长期服役，且减振效果不理想的缺陷，提供一种耐高温、耐低温、大阻尼特性不随温度而改变，耐腐蚀、抗辐照，苛刻环境中寿命长，稳定性高的具有优良减振性能的金属橡胶减振器的设计方法。

本发明通过如下技术方案予以实现：减振块、管卡和管路：减振块是一种均匀的多孔物质，由螺旋的金属细丝编制压制而成，其内部金属丝之间相互勾联、嵌合，呈空间网状结构，多种不同密度的近长方体状的减振块按一定原则镶嵌于管卡中的多个限位板之间。减振块是一种兼具金属与橡胶双重特性的优秀减振材料，其可以和橡胶一样能承受交变应力而不易出现疲劳，同时损耗大量能量，本发明固定在管路的外表面，使得管路的振动大幅降低。减振块又是以金属为原料制造，使得本实用新型在极为苛刻的环境中展现较高的振动吸收性能，耐腐蚀、耐辐照、耐高温、耐低温、寿命长、稳定性好等优点。为了使得减振器的减振性能尽可能的发挥，本发明通过如下技术方案予以实现：该方法沿管道周向的不同位置的减振块采用不同的成型密度，利用金属橡胶成型密度越小，支撑刚度越小，减振性能越好的基本规律，以不同位置的金属橡胶减振块随自重影响下的压力分布变化采用不同密度金属橡胶减振块以提高减振性能，从而在保证整个减振器安全服役的情况下实现更为理想的减振效果。

该方法具体包括以下步骤：

步骤一：在模拟软件中建立减振器—管道模型和金属橡胶材料模型，获得管道下表面与减振器下半部分金属橡胶材料接触面间的压力分布；提取压力接触面上节点的表面压强，结合该点所处角度，拟合出表面压强与角度关系式：

P＝X₀+X₁|θ|+X₂|θ|²+X₃|θ|³，

其中,式中P为金属橡胶与管道接触面间压强；θ为接触点所处角度，θ的取值范围为±90°，|θ|为接触点所处角度绝对值；X₀、X₁、 X₂和X₃为压强P与角度θ拟合系数；

步骤二：确定减振器中布置金属橡胶块数：以减振器下半部顶点处放置金属橡胶块，定义为第0块，其余金属橡胶块依次沿两侧排布，排布序号为±i，i的取值为1≤i≤(n-1)/2，i为整数，n为金属橡胶块数，且n≥3，n为奇数，

2.2)分别计算每一块金属橡胶块所占角度△θ，式中 n为金属橡胶块数,n≥3，n为奇数，

2.3通过以下公式确定第0块金属橡胶块角度在管道中所占范围为：