第一篇 金属橡胶概论 3
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 21
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 145
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-ρMR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 283
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Ⅰ 322
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Ⅱ 363
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Ⅲ 370
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Ⅳ 376
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
24.2.2 k1 （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c 383
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
26.2 I上脉冲响应函数矩阵（弹性部分） 394
26.2.1 I到整个A脉冲响应函数矩阵 394
26.2.2 I到I脉冲响应函数矩阵 398
26.3 J上脉冲响应函数矩阵 399
26.3.1 J上脉冲响应函数矩阵（弹性部分） 399
26.3.2 J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 429
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