材料属性及网格划分。模型约束及运动副设置。将 内层防护罩与大地固定约

束，设置每层防护罩与地面间无摩擦滑动，边钉与中间钉均与连杆建立转动副，滑块与滑轨间建立移动副，查机构无法正常工作而 终破坏。但是使用这种机构可以明显减轻在防护罩移动过程中产生的撞击振动等问题，对加工过程的平稳性有很大提升，尤其适用于在中低速工作并对加工精度要求较高的机床。通过更换剪力式机构的材料，如合金钢，将单排滑块铰链机构换为双排滑块铰链机构，可以极大提高其快移的临界速度，可以使其在速度达到120m/min时不会产生破坏，但是会使制作成本增加60%左右。

金属橡胶基本介绍金属橡胶是 种功能结构材料，它是由金属丝经 定工序制成，具有类似橡胶材料的空间网状连接结构，内部金属丝存在如图种位置关系。当受到载荷作用产生变形时，宏观上呈现类似黏弹性材料的非线性滞迟泛函本构关系，微观上表现为金属丝螺旋线匝之间的滑移、摩擦、挤压和变形。由此产生的金属丝间的相互作用力可以耗阅相关资料，根据材料特性设定滑块滑轨移动副的接触面摩擦系数为0.15，同时建立机床防护罩与地面沿驱动方向的移动副。模型的加载设置。给予与机床工作台连接的防护罩 个水平向前的速度带动整体运动，速度大小为120m/min，运动的距离为1000mm。模型的加载分为两个分析步骤进行，在 1个分析步骤中，设置运动时间为0.5s， 1个防护罩以120m/min的速度前进，带动机床防护罩整体运动；在 2个分析步骤内，设置时间同样为0.5s，

个防护罩静止，观察防护罩整体的振动情况以及应力和变形情况。

进行多次试验仿真，提取仿真后处理等效应力模块数据3组，可以发现大约在t=0.5s时效应力的极值点产生于4罩和5罩的中间连杆上，3次仿真试验 大应力值均远远超过201不锈钢的屈服极限，多处连接位置会产生破坏，相应的连杆与中间钉连接处是产生应力 大值的部位，同时边钉处由于应力过大也会产生相应的屈服破坏。表5为两处破坏 明显位置，即连杆中部和边钉处的应力极值。

散大量的振动或冲击能量，起到减振缓冲的作用[11]。所以，在实际工程中具有广泛的应用，比如以金属橡胶为材料制造的金属橡胶隔振器。

如图12所示，对金属橡胶的静态压缩试验进行曲线分析，可以看出金属橡胶材料是典型的非线性材料，压缩过程可分为线弹性阶段、软特性阶段、硬化阶段。图12中AB为相对较长的软特性阶段，此阶段由于螺旋卷之间的滑动而造成位移变形较大，载荷、刚度增加缓慢。在实际减振应用中， 般选择软特性阶段较宽的金属橡胶构件进行减振降噪。图中BC阶段为材料的硬化阶段（或称强化阶段），随着变形的增加，压缩载荷急剧上升，金属材料刚度呈现为指数增加。减振装置在实际安装应用中会使金属橡胶产生 定的变形量，超过了金属橡胶的线弹性阶段，因而在振动中金属橡胶处于软特性

AB阶段；小振动或者变形较大的时候，金属橡胶减振构件会处于弹性阶段或者硬化阶段。

模型建立

由于长方体类金属橡胶具有结构简单和容易确定等效线性模型的优点，在实际工程研究中应用 为广泛。如在对金属橡胶隔振器的研究中，为确定长方体类金属橡胶的性能，建立了如图13所示的等效线性模型。所以，在机床防护罩的改进设计中同样使用长方体类金属橡胶，安装于普通钢板式防护罩的各层前挡板与挡沿碰撞位置处，在ANSYS

Workbench中相同位置建立等效模型代替金属橡胶进行仿真试验（图

，设定缓冲模型沿缓冲方向的长度10mm、宽度195mm、高度3.5mm，并在每 层防护罩的碰撞部位均放置此缓冲模型来模拟金属橡胶。

材料属性及网格的划分。材料属性见表1。由于只关注

金属橡胶等效线性模型

每层防护罩的碰撞位置，即前挡板的受力及变形情况，所以仅对前挡板进行网格化处理，其他结构均设置为刚体。设置网格为四面体网格，大小为10mm。

模型的约束设置。

设置每层防护罩与地面间为无摩擦滑动，在垫板与前挡板间添加弹簧模型以及阻尼模型组成的缓冲模型。运动时，卡沿撞击垫板，通过缓冲模型整体带动下 层防护罩运动。