本书全面系统地介绍在减振缓冲领域广泛应用的金属橡胶材料及其工程应用。全书共分五篇。第一篇为金属橡胶概论，简要介绍金属橡胶的概念、成型工艺流程、国内外金属橡胶研究概况及其主要应用领域；第二篇为金属橡胶制备技术，主要介绍由军械工程学院金属橡胶工程研究中心首创并已应用于实际生产的金属橡胶制备设备与工艺；第三篇为金属橡胶性能表征理论，主要介绍在金属橡胶力学性能表征、疲劳损伤、高／低温及海洋腐蚀环境下力学行为等方面取得的创新性成果；第四篇为金属橡胶工程应用技术理论，主要介绍金属橡胶空间网状结构的参数化模型及性能预测、金属橡胶隔振器实验研究与动力学建模、参数识别及响应计算、金属橡胶非线性组合结构动力学分析方法，为金属橡胶的工程应用奠定了坚实的技术理论基础；第五篇为金属橡胶工程应用，主要介绍金属橡胶在军事和民用领域的工程应用实例。 本书适合非线性振动、减振缓冲等专业的高年级大学生、研究生、教师及工程技术人员阅读参考。
样章试读
目录
第1章绪论3
1-1金属橡胶概念3
1-2金属橡胶成型工艺概述4
1-3金属橡胶主要应用领域概述6
1-4金属橡胶研究概况7
1-4-1金属橡胶制备工艺技术研究概况7
1-4-2金属橡胶性能表征理论研究概况8
1-4-3金属橡胶工程应用技术理论研究概况10
1-4-4金属橡胶工程应用概况12
参考文献13
第二篇金属橡胶制备技术
第2章制备金属橡胶的金属丝21
2-1金属丝牌号选择21
2-1-1弹簧钢丝的分类及使用特性21
2-1-2化学成分对不锈钢的组织和性能的影响22
2-1-3金属橡胶原材料——奥氏体不锈钢丝24
2-2金属丝冷拉拔工艺26
2-2-1钢丝拉拔时受力分析26
2-2-2拉拔变形区内金属流动特点27
2-2-3金属的不均匀流动和应力的不均匀分布对金属丝性能的影响28
2-3冷拉拔金属丝微观组织结构29
参考文献31
第3章金属丝螺旋卷绕制技术32
3-1半自动有芯轴螺旋卷绕制32
3-1-1半自动有芯轴螺旋卷绕制设备32
3-1-2丝线张力测量系统34
3-1-3引线角β计算35
3-1-4缠绕参数对螺旋卷成型质量的影响36
3-2数控无芯轴螺旋卷绕制41
3-2-1数控无芯轴螺旋卷绕制设备41
3-2-2螺旋卷成型过程中金属丝表面损伤机理与润滑介质选择42
3-2-3螺旋卷成型工艺参数的优化45
参考文献47
第4章金属橡胶毛坯制备技术48
4-1传统手工铺砌毛坯技术48
4-2数控螺旋卷缠绕毛坯技术48
4-3数控螺旋卷铺设毛坯技术 49
4-4数控金属丝编织嵌槽毛坯技术51
参考文献52
第5章金属橡胶冲压成型技术53
5-1冲压模具设计53
5-1-1大尺寸长方体金属橡胶冲压模具53
5-1-2大尺寸薄壁圆环状金属橡胶冲压模具54
5-1-3异形金属橡胶冲压模具55
5-2冲压工艺设计57
5-3影响金属橡胶冲压成型质量的因素58
参考文献59
第6章金属橡胶后期处理技术60
6-1金属橡胶制品的振动稳定60
6-2金属橡胶制品的热处理稳定60
6-2-1回火温度对金属橡胶制品宏观结构尺寸的影响61
6-2-2回火温度对金属橡胶制品力学性能的影响62
6-2-3回火温度对不锈钢丝微观组织的影响64
参考文献68
第7章金属丝高温抗氧化涂层工艺技术69
7-1高温抗氧化涂层方法69
7-2表面铝涂层处理70
7-2-1表面预处理71
7-2-2料浆法涂层71
7-2-3粉末固渗法73
7-2-4热浸镀铝法76
7-3表面钝化法79
7-4不同高温抗氧化涂层工艺分析82
参考文献82
第8章制备金属橡胶的非圆截面丝热轧制技术83
8-1非圆截面金属丝热轧设备83
8-1-1热轧制原理84
8-1-2轧制过程中温度控制85
8-1-3轧辊设计86
8-2轧制过程中金属丝的受力及变形分析88
8-2-1轧制过程的理论分析88
8-2-2轧制过程的有限元分析90
8-3轧制工艺参数对三角型不锈钢丝微观组织的影响95
8-3-1试件与测试方法95
8-3-2轧制成型三角型不锈钢丝的显微组织95
8-3-3轧制成型三角型不锈钢丝内部孔洞体积分数的测定98
8-3-4轧制成型三角型不锈钢丝的物相分析98
8-4轧制工艺参数对三角型不锈钢丝力学性能的影响103
8-4-1轧制成型三角型不锈钢丝拉伸实验103
8-4-2轧制成型三角型不锈钢丝硬度实验106
8-4-3不锈钢丝冷轧成型过程的强化108
8-4-4三角型不锈钢丝不同温轧或热轧温度对其力学性能的影响109
参考文献110
第9章金属橡胶电脉冲放电强化工艺技术111
9-1基于LabVIEW虚拟测控技术的电脉冲放电设备设计111
9-1-1电脉冲放电设备组成112
9-1-2电脉冲放电设备工作原理114
9-2金属橡胶电阻特性114
9-2-1金属橡胶组织结构特征与宏观电阻形成114
9-2-2金属橡胶电阻规律实验研究115
9-3金属橡胶熔焊机理123
9-3-1金属橡胶熔焊方法123
9-3-2电阻焊电源129
9-3-3脉冲电源产生的趋肤效应130
9-4金属橡胶烧结质量评估133
9-4-1常见电阻焊焊接质量评估方法133
9-4-2基于动态电阻变化率的金属橡胶烧结质量评估方法136
9-5金属橡胶电脉冲放电强化实验139
9-5-1实验设备及元件139
9-5-2实验过程与结果分析140
参考文献141
第三篇金属橡胶性能表征理论
第10章金属橡胶力学性能实验研究145
10-1拉伸实验145
10-2压缩实验147
10-3剪切弯曲实验148
10-4松弛实验149
10-5金属橡胶力学特性150
参考文献151
第11章金属橡胶压缩性能研究152
11-1金属橡胶压缩变形典型载荷变形曲线152
11-1-1不同变形阶段及其特征152
11-1-2加卸载曲线特征及其能量耗散153
11-1-3不同变形阶段的相对滑动模式154
11-2金属橡胶压缩变形时微观滑移实验研究155
11-2-1微位移加载装置设计155
11-2-2金属橡胶线匝滑移现象捕捉157
11-2-3金属橡胶不同变形阶段线匝滑移特征157
11-3金属橡胶压缩变形微观物理机制159
11-4金属橡胶工艺参数对压缩性能的影响160
11-4-1相对密度ρ-MR的影响161
11-4-2厚度h的影响161
11-4-3材质（E、G）的影响162
参考文献163
第12章金属橡胶本构模型研究164
12-1金属橡胶压缩变形本构模型研究方法164
12-2基于微弹簧组合的金属橡胶压缩变形本构模型164
12-2-1金属橡胶细观结构特征164
12-2-2金属橡胶压缩变形本构模型165
12-2-3模型的实验研究169
12-3基于变长度悬臂曲梁的金属橡胶本构模型172
12-3-1金属橡胶细观变形模型172
12-3-2金属橡胶宏观变形本构模型175
12-3-3金属橡胶试件压缩实验及模型验证176
参考文献177
第13章金属橡胶阻尼表征方法研究178
13-1工程中材料阻尼的表征方法178
13-1-1阻尼的本质与表征参量178
13-1-2阻尼的测试方法179
13-2金属橡胶阻尼耗能机理183
13-3金属橡胶等效阻尼损耗因子的计算方法184
13-3-1基于黏弹等效原理的计算方法184
13-3-2直接计算耗能与最大弹性势能的计算方法186
13-4金属橡胶阻尼损耗因子测试188
13-4-1金属橡胶试件拉伸-压缩变形时损耗因子188
13-4-2金属橡胶阻尼结构损耗因子189
参考文献193
第14章金属橡胶内部线匝摩擦磨损研究194
14-1线匝接触点描述及摩擦学研究方法194
14-1-1微动单元概念194
14-1-2摩擦学研究设计195
14-2疲劳实验与钢丝对磨参数确定195
14-2-1试件制备与实验设计195
14-2-2实验结果与分析196
14-2-3钢丝对磨实验参数确定197
14-3实验用不锈钢丝表面激光扫描共焦（LSCM）观察与分析198
14-4钢丝对磨实验199
14-4-1实验设计199
14-4-2摩擦系数曲线分析200
14-4-3磨损痕迹的激光扫描共焦分析201
14-4-4磨损痕迹的SEM分析204
参考文献204
第15章金属橡胶内部线匝疲劳断裂研究205
15-1疲劳实验设计及实验结果205
15-1-1疲劳实验后金属橡胶试件的破坏分析205
15-1-2疲劳实验后不锈钢丝的微观组织观察205
15-2钢丝微裂纹扩展演化机理与影响因素分析207
15-2-1微裂纹扩展演化机理207
15-2-2影响微裂纹扩展的因素分析208
15-3钢丝疲劳断口形貌特征210
15-3-1室温（25℃）钢丝疲劳断口分析210
15-3-2高温（300℃）和低温（-70℃）钢丝疲劳断口分析212
15-4疲劳老化时金属丝断裂机理213
参考文献215
第16章金属橡胶疲劳损伤与表征方法研究216
16-1金属材料的疲劳破坏特性与表征216
16-1-1裂纹的生成与演化过程216
16-1-2疲劳破坏特点与影响因素217
16-1-3疲劳破坏表征方法217
16-2纤维增强复合材料的疲劳损伤特性与表征218
16-2-1损伤的生成与演化过程218
16-2-2疲劳破坏表征方法219
16-3金属橡胶的疲劳损伤特性与表征220
16-3-1金属橡胶的疲劳损伤特性220
16-3-2金属橡胶疲劳损伤表征参量222
16-3-3金属橡胶疲劳损伤实验223
16-3-4金属橡胶疲劳损伤表征227
参考文献231
第17章金属橡胶高/低温环境力学行为233
17-1温度对不锈钢丝物理机械性能的影响233
17-1-1温度对不锈钢丝组织及力学性能的影响233
17-1-2温度对不锈钢丝微动摩擦性能的影响234
17-1-3不锈钢丝的热胀冷缩对金属橡胶的影响235
17-2金属橡胶高/低温环境弹性变形与阻尼耗能特性236
17-2-1试件及实验系统236
17-2-2高温环境实验237
17-2-3低温环境实验242
17-3金属橡胶高/低温环境疲劳损伤实验247
17-3-1实验设计247
17-3-2实验迟滞回线247
17-3-3疲劳损伤表征248
17-3-4疲劳损伤特性250
参考文献251
第18章金属橡胶海洋腐蚀环境力学行为252
18-1海洋腐蚀对不锈钢丝物理机械性能的影响252
18-1-1海洋环境下不锈钢材料的腐蚀行为252
18-1-2海洋环境腐蚀对不锈钢丝组织及力学性能的影响254
18-1-3海洋环境腐蚀对不锈钢丝微动摩擦性能的影响254
18-2海洋腐蚀环境下金属橡胶阻尼耗能特性实验研究255
18-2-1实验试件与实验系统255
18-2-2金属橡胶试件静态腐蚀实验及结果256
18-2-3金属橡胶试件腐蚀-加载交替实验及结果261
18-2-4实验结论266
18-3海洋腐蚀环境下金属材料疲劳损伤特性研究267
18-3-1金属橡胶海洋腐蚀环境动态盐雾实验系统设计267
18-3-2海洋腐蚀环境下金属橡胶动态加载疲劳实验研究269
18-3-3海洋腐蚀环境下金属橡胶疲劳损伤特性的表征与失效判据275
参考文献280
第四篇金属橡胶工程应用技术理论
第19章金属橡胶空间网状结构的参数化模型及性能预测283
19-1金属橡胶空间网状结构模型研究283
19-1-1空间网状结构建模时的基本假设283
19-1-2二维铺设毛坯模型284
19-1-3三维卷绕毛坯模型285
19-1-4三维卷绕毛坯冲压模型288
19-1-5三维卷绕毛坯模型考核289
19-2基于三维空间参数化模型的金属橡胶关键性能预报291
19-2-1金属橡胶制品相对密度ρ-的预报291
19-2-2金属橡胶内部线匝接触点数及阻尼耗能定性预报292
19-2-3金属橡胶弹性变形特性预报294
参考文献296
第20章金属橡胶隔振器实验研究与动力学建模297
20-1金属橡胶隔振器实验研究297
20-1-1金属橡胶隔振系统振动台实验297
20-1-2金属橡胶元件电液伺服材料试验机实验299
20-2金属橡胶隔振系统及元件非线性特征的物理机制303
20-2-1记忆恢复力z(t)的Fourier级数展开303
20-2-2频率响应曲线弯曲跳跃的解释305
20-2-3变刚度、变阻尼特性的解释310
20-2-4迟滞回线随变形幅度、频率变化的解释314
20-3金属橡胶隔振器非线性泛函本构关系与动力学建模316
20-3-1非线性泛函本构关系316
20-3-2动力学建模316
参考文献321
第21章金属橡胶隔振器参数识别方法Ⅰ322
21-1拉压对称金属橡胶隔振器参数识别方法322
21-1-1非线性泛函本构关系及单值支选取322
21-1-2非线性泛函本构关系级数展开324
21-1-3参数识别方法336
21-2拉压非对称金属橡胶隔振器参数识别方法347
21-2-1金属橡胶隔振器结构及非线性泛函本构关系347
21-2-2非线性泛函本构关系级数展开350
21-2-3参数识别352
21-3金属橡胶隔振垫参数识别方法360
21-3-1金属橡胶隔振垫及非线性泛函本构关系360
21-3-2非线性泛函本构关系级数展开及参数识别361
参考文献362
第22章金属橡胶隔振器参数识别方法Ⅱ363
22-1拉压对称/非对称结构迟滞回线及非线性泛函本构关系363
22-1-1迟滞回线363
22-1-2非线性泛函本构关系363
22-2对称结构参数的分离识别方法364
22-2-1迟滞回线多项式拟合364
22-2-2黏性阻尼系数c和滑移时记忆恢复力zs分离识别365
22-2-3滑移极限ys分离识别365
22-2-4非线性弹性恢复力Fk识别366
22-3非对称结构参数的分离识别方法367
22-3-1迟滞曲线多项式拟合367
22-3-2参数分离识别368
22-4参数识别数值模拟实验研究368
参考文献369
第23章金属橡胶隔振器参数识别方法Ⅲ370
23-1非线性泛函本构关系及迟滞回线分解370
23-2参数识别372
23-2-1黏性阻尼系数c及滑移时的恢复力zs分离识别372
23-2-2滑移极限ys及滑移前线性刚度ks分离识别373
23-2-3非线性弹性恢复力的刚度系数k1、k3分离识别373
23-3参数识别实验374
参考文献375
第24章金属橡胶隔振器参数识别方法Ⅳ376
24-1非线性本构关系及迟滞曲线分解376
24-2参数识别377
24-2-1各工况(A,f)下参数识别377
24-2-2k1(A)、k3(A)、c(A,f)、α(A,f)识别377
24-3模型验证380
参考文献382
第25章金属橡胶隔振系统响应计算方法383
25-1金属橡胶隔振器本构关系及系统力学模型383
25-2金属橡胶隔振器等效黏性阻尼系数ceq383
25-3金属橡胶隔振系统响应计算385
25-3-1积极隔振系统响应计算385
25-3-2消极隔振系统响应计算386
25-4解析解与数值解的比较388
25-4-1积极隔振388
25-4-2消极隔振389
参考文献390
第26章金属橡胶非线性组合结构动力学分析方法391
26-1非线性组合结构问题描述391
26-1-1基础A和设备B物理特性391
26-1-2坐标系建立392
26-1-3对接面描述392
26-2I上脉冲响应函数矩阵(弹性部分)394
26-2-1I到整个A脉冲响应函数矩阵394
26-2-2I到I脉冲响应函数矩阵398
26-3J上脉冲响应函数矩阵399
26-3-1J上脉冲响应函数矩阵(弹性部分)399
26-3-2J上脉冲响应函数矩阵(刚体部分)400
26-4对接力fA(t)∈I、fB(t)∈J引起的A，B上任意点响应分析416
26-4-1对接力fA(t)∈I引起的A上任意点响应416
26-4-2对接力fB(t)∈J引起的B上任意点响应418
26-5对接面上的积分动力学方程及求解419
26-5-1组合结构响应分析与非线性元件运动方程419
26-5-2对接面上的积分动力学方程421
26-5-3积分型动力学方程数值求解423
参考文献426
第五篇金属橡胶工程应用
第27章金属橡胶在军事领域的应用429
27-1金属橡胶在无人机光电平台中的应用429
27-1-1无人机光电平台技术429
27-1-2光电平台振动对载荷成像质量的影响430
27-1-3二轴四框架光电平台431
27-1-4金属橡胶隔振系统432
27-2金属橡胶在潜艇光电桅杆中的应用435
27-2-1潜艇光电桅杆技术435
27-2-2光电桅杆支撑升降装置及减振设计436
27-2-3升降装置金属橡胶减振组件438
27-3金属橡胶在鱼雷中的应用438
27-3-1鱼雷技术438
27-3-2鱼雷的减振降噪440
27-3-3鱼雷动力装置和发射装置金属橡胶减振组件442
27-4金属橡胶在航空发动机中的应用443
27-4-1航空发动机技术443
27-4-2航空发动机管路振动与控制444
27-4-3航空发动机管路卡箍金属橡胶内衬445
27-5金属橡胶在潜艇管路中的应用445
27-5-1潜艇技术445
27-5-2潜艇管路减振降噪447
27-5-3金属橡胶管路减振组件448
27-6金属橡胶在军事领域的应用前景449
参考文献449
第28章金属橡胶在民用领域的应用450
28-1金属橡胶在伽利略卫星导航计划激光角反射器中的应用450
28-1-1伽利略卫星导航计划与激光角反射器技术450
28-1-2卫星激光角反射器减振451
28-1-3卫星激光角反射器金属橡胶减振组件451
28-2金属橡胶在子午工程探空火箭中的应用452
28-2-1子午工程与探空火箭技术452
28-2-2探空火箭设备振动抑制453
28-2-3探空火箭箭载设备金属橡胶减振组件453
28-3金属橡胶在工业管路中的应用454
28-3-1工业管路振动抑制技术454
28-3-2工业管路支架卡箍金属橡胶内衬层455
28-4金属橡胶在变压器中的应用456
28-4-1变压器噪声抑制技术456
28-4-2变压器中的金属橡胶减振组件457
28-5金属橡胶在民用领域的应用前景457
参考文献458
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