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容積和有效面積變化率是橡膠氣囊剛度的影響因

來源：上海松夏減震器有限公司日期：2020-08-24 14:57

容積和有效面積變化率是橡膠氣囊剛度的影響因。橡膠氣囊是一種由有簾線的橡膠囊和充入其內腔的壓縮空氣所組成的非金屬彈性元件，其隔振性能主要受到剛度特性、頻率特性和阻尼特性的影響。尤其是其剛度特性，一致是研究熱點之一，結構設計中，往往先根據初步的剛度需求進行設計?！　?/div>

設橡膠氣囊膠囊內的氣體為理想氣體，橡膠氣囊受到垂直載荷F的作用，此時內部的絕對氣壓為P，外部氣壓為Pa，則有以下關系式：F=（P-Pa）Ae（1）　　PVn=P0Vn 0=const（2）　　式中：Ae——橡膠氣囊的有效面積；多變指數，與氣體的流動速度相關，緩慢流動時相當于等溫過程，n=1；快速流動時接近絕熱過程，n=1.4，一般情況下，n=1.3～1.38；　　P0、V0——為橡膠氣囊處于靜平衡位置的內部氣體的絕對壓力和容積?！　?/div>

由式（1）、式（2）可得：F=（P0Vn 0-Pa）Ae（3）將式（3）對橡膠氣囊的垂直位移S求導數，其中Ae=-dV/dS，負號表示橡膠氣囊受載荷壓縮時容積減少，則可得橡膠氣囊的垂直剛度公式：K=（P0Vn 0Nn-Pa）（dAe/dS）-Aen P0Vn 0Nn+1（dV/dS）（4）由上述可知橡膠氣囊剛度的影響因素有兩個，容積變化率和有效面積變化率。通過添加附加氣室可以改變容積變化率；通過改變橡膠氣囊的結構可以控制有效面積變化率，則可以進一步降低橡膠氣囊的剛度。顯然，常規橡膠氣囊剛度計算中，將問題進行了諸多簡化，可用于初期的橡膠氣囊設計，但并未考慮實際結構和工況中的諸多因素影響，與實際情況有一定偏差，利用有限元分析進行剛度求解是十分必要的。