橡膠件的工程設計及應用
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第 1 章 橡 膠 的 基 本 特 性 及 材 料 選 擇 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1
1 .1 概述 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1
1 .2 橡膠的特點及基本特性 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2
1 .2 .1 橡膠的特點 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2
1 .2 .2 橡膠的基本特性 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2
1 .3 橡膠材料的選擇⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 19
第 2 章 橡 膠 件 的 設 計 計 算
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 21
2 .1 設計橡膠減振件時的注意事項⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 21
2 .2 橡膠減振件的強度特性及許用應力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 22
2 .2 .1 橡膠減振件的強度特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 22
2 .2 .2 拉伸和壓縮變形的最大允許載荷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 23
2 .2 .3 橡膠的許用應力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 24
2 .3 矩形橡膠件計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 25
2 .3 .1 矩形橡膠減振件計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 27
2 .3 .2 矩形斷面棒受扭轉變形的計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 28
2 .4 矩形橡膠堆計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 29
2 .4 .1 矩形橡膠堆的垂向剛度計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 29
2 .4 .2 矩形橡膠堆的水平向剛度計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 30
2 .4 .3 矩形橡膠堆水平向剛度計算并與實測結果對比⋯⋯ 34
2 .5 矩形橡膠墊的彎曲剛度計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 39
2 .6 圓形橡膠墊的計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 40
2 .6 .1 圓形橡膠墊的垂向及橫向變形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 40
2 .6 .2 圓形橡膠墊的彎曲變形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 41
2 .6 .3 中間有孔圓形橡膠墊的垂向、橫向及扭轉變形 ⋯⋯ 42
2 .6 .4 圓斷面棒受扭轉變形計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 43
2 .7 圓 柱形橡膠堆計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 44
2 .7 .1 圓柱形橡膠堆的垂向剛度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 44
2 .7 .2 圓柱形橡膠堆的水平向剛度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 44
2 .8 環 形斷面橡膠堆計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 45
2 .8 .1 環形斷面橡膠堆的垂向剛度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 45
2 .8 .2 環形斷面橡膠堆的水平向剛度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 46
2 .9 具有等剪應力的扭轉圓盤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 47
2 .10 橡膠銷套 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 47
2 .10 .1 橡膠銷套的結構形式及壓裝 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 47
2 .10 .2 球形橡膠連桿銷套及系列產品舉例 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 49
2 .10 .3 橡膠銷套的軸向剪切變形 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 52
2 .10 .4 具有等剪應力的橡膠銷套的軸向變形 ⋯⋯⋯⋯⋯ 53
2 .10 .5 橡膠銷套的扭轉變形 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 54
2 .10 .6 具有等剪應力的橡膠銷套的扭轉變形 ⋯⋯⋯⋯⋯ 55
2 .11 像膠銷套的徑向變形( 方法之一) ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 55
2 .12 橡膠銷套的徑向變形( 方法之二) ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 58
2 .13 橡膠銷套的彎曲變形 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 61
2 .14 多層圓筒形橡膠套非等值徑向剛度計算 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 62
2 .14 .1 單層橡膠套的徑向剛度計算 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 63
2 .14 .2 多層圓筒形橡膠套的徑向剛度計算 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 64
2 .14 .3 計算實例及分析 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 65
2 .15 橢圓形斷面橡膠堆剛度計算 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 66
2 .15 .1 橢圓形斷面橡膠堆的垂向剛度 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 66
2 .15 .2 橢圓形斷面橡膠堆的水平向剛度 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 67
2 .15 .3 橢圓形斷面橡膠堆的剛度計算實例及與實測值
對比 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
68
2 .16 圓斷面橡膠環的壓縮變形( 橫向無約束)
⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 72
2 .16 .1 接觸寬度和最大應力
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 74
2 .16 .2 橡膠密封環計算例題
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 74
2 .17 厚壁圓柱形橡膠套的徑向變形( 兩力相對作用于
外壁) ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 76
2 .18 橡膠球受壓變形
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 77
2 .19 半圓柱形和 D 型橡膠套的徑向變形 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 78
2 .19 .1 半圓柱形橡膠套的徑向變形
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 78
2 .19 .2 D 型橡膠套的徑向變形
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 80
2 .20
圓柱形筒的軸向壓縮
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 81
2 .21
橡膠件同時受壓和受剪的計算
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 82
2 .21 .1 同時受壓和受剪的橡膠墊
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 82
2 .21 .2 同時受壓受剪的橡膠堆計算舉例
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 83
2 .22 錐形橡膠套計算
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 86
2 .22 .1 受軸向力的錐形橡膠套
2 .22 .2 錐形套受軸向力的例題
2 .22 .3 受徑向力的錐形橡膠套
2 .22 .4 錐形套受徑向力的例題
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 86
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 87
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 89
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 90
2 .22 .5 錐形橡膠套非等值徑向剛度計算
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 91
2 .22 .6 錐形橡膠套非等值徑向剛度的例題
2 .22 .7 帶切口錐形橡膠套的軸向剛度計算
2 .22 .8 多層錐形橡膠套的非等值剛度計算
⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 92
⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 94
⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 95
2 .22 .9 錐形橡膠套的扭轉變形
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 99
2 .23
2 .24
2 .25
剛性壓頭引起的橡膠塊的凹痕⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 橡膠受壓經剛性板上小孔的突出量計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯
大變形橡膠件的計算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 01
1 02
1 03
2 .25 .1 概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2 .25 .2 橡膠制氣球的膨脹⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2 .25 .3 圓柱形橡膠管的膨脹⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2 .25 .4 球形孔的膨脹⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2 .25 .5 二次應力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2 .25 .6 大變形橡膠件的例題⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 03
1 03
1 05
1 05
1 07
1 09
2 .26 橡膠件的有限元分析簡介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 10
2 .26 .1 材料的特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 10
2 .26 .2 材料舉例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 12
2 .26 .3 術語和驗證⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 13
第 3 章 橡 膠 銷 套 的 壓 配 合 計 算 及 試 驗 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 18
3 .1 概述
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 18
3 .2 橡膠套壓配合的理論分析
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 18
3 .2 .1 計算公式
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 18
3 .2 .2 橡膠套的計算彈性模數 E′⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 20
3 .2 .3 橡膠套內外壓力的計算
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 20
3 .2 .4 對系數 A 的確定及驗證 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 23
3 .3 橡膠套外圈壓緊力 p′的測定
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 24
3 .3 .1 測試裝置、試驗過程及方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 24
3 .3 .2 測試結果
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 25
3 .4 壓配合橡膠套的應力分布
3 .5 橡膠套壓配合的計算例題
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 25
1 28
3 .6 橡膠銷套壓配合研究的結論
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 30
3 .7 橡膠套的應力松弛測量
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 31
第 4 章 橡 膠 件 的 工 程 應 用 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 33
4 .1 概述
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 33
4 .2 橡膠連桿銷套
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 33
4 .2 .1 連桿縱向剛度計算
4 .2 .2 連桿橫向剛度計算
4 .2 .3 連桿垂向剛度計算
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 35
1 35
1 36
4 .3 橡膠連桿銷套計算舉例及與實測值對比
⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 36
4 .4 高圓彈簧加橡膠墊的剛度
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 40
4 .4 .1 高圓彈簧兩端加橡膠墊的橫向剛度計算
⋯⋯⋯⋯
1 41
4 .4 .2 高圓彈簧兩端加橡膠墊的計算例題及與實測值
對比 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 42
4 .4 .3 高圓彈簧所加橡膠墊厚度的合理選擇
⋯⋯⋯⋯⋯
1 47
4 .4 .4 高圓彈簧一端加橡膠墊的橫向剛度計算
⋯⋯⋯⋯
1 48
4 .4 .5 圓彈簧一端加橡膠墊的橫向剛度計算例題及與
實測值對比
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 48
4 .5 高圓彈簧加橡膠墊的穩定性
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 50
4 .5 .1 高圓彈簧加橡膠墊的臨界載荷的確定
⋯⋯⋯⋯⋯
1 51
4 .5 .2 高圓彈簧加橡膠墊的穩定性計算例題及實測
⋯⋯ 1 56
4 .6 橋梁橡膠支承
4 .6 .1 計算例題
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 59
1 59
4 .6 .2 橋梁橡膠支承耐久性的實例
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 61
4 .7 風洞分流門的橡膠轉軸
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 62
4 .8 人字形橡膠彈簧
4 .9 車鉤緩沖橡膠件
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 63
1 66
4 .9 .1 剪切剛度
4 .9 .2 徑向剛度
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 66
1 67
4 .9 .3 橡膠件剛度的計算值與實測值的對比
⋯⋯⋯⋯⋯
1 69
4 .10 橡膠彈性聯軸節⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
4 .11 矩形橡膠堆及系列產品舉例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
第 5 章 橡 膠 件 的 隔 振 和 降 噪 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 70
1 71
1 73
5 .1 振動的基本理論
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 73
5 .2 隔振設計舉例
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 76
5 .2 .1 儀器設備的隔振
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 76
5 .2 .2 柴油機隔振
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1 83
參 考 文 獻 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
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