金属橡胶是一种性能优异的隔振材料,具有抗高低温、耐腐蚀、使用寿命期长等优点,对设备安全防护有着重要作用,因此在军事、运输和航天领域被广泛应用。金属橡胶内部具有致密的弹性多孔结构,在加卸载过程中内部螺旋卷相互作用,致使金属橡胶表现出较强的非线性迟滞特性。目前学术界对于金属橡胶材料非线性迟滞特性的研究取得了一定成果,建立了多种数学模型,尽管这些模型各有其特点和适用范围,但随金属橡胶材料的应用不断推广,对金属橡胶迟滞特性需要更加细致的描述,特别是在详细描述其摩擦耗能机理和迟滞非线性与刚度、阻尼关系时,上述模型具有不同程度的局限性。为此本文通过分析金属橡胶阻尼产生机理,将等效阻尼细分为粘性阻尼与干摩擦阻尼,以详细描述金属橡胶在不同变形阶段迟滞非线性特征。对金属橡胶试件进行静、动态试验,研究金属橡胶迟滞非线性特性影响因素,为金属橡胶设计和使用提供理论依据。金属橡胶包含弹性阻尼和能耗阻尼,其中弹性阻尼力因金属橡胶内部金属丝的相互作用使其具有很强的非线性,在数学表达式中采用五次高阶多项式表示。耗能阻尼力以粘性阻尼力和干摩擦阻尼力组成,其中粘性阻尼力与激振频率和变形有关。而干摩擦阻尼力与金属橡胶耗能过程中金属丝螺旋卷接触状态有关,故本文从细观角度出发,利用微元分析法研究干摩擦产生机理,并结合加卸载过程中滑移状态螺旋卷数目变化规律确定干摩擦数学表达式,进而得到金属橡胶有记忆型恢复力数学模型。为验证模型可靠性,本文对模型进行参数识别与试验研究。金属橡胶内部接触紧密程度与相对密度、变形量、丝径以及预压位移有关,而加载速率影响金属丝螺旋卷接触的状态,为验证金属橡胶阻尼与以上因素的关系,本文综合考虑其结构参数和加载条件设计静态、动态试验方案。试验结果表明金属橡胶相对密度是影响金属橡胶非线性迟滞特性的主要参数,而变形量决定干摩擦阻尼贡献程度,加卸载速率对于金属橡胶迟滞现象无明显影响。建立悬臂梁模型进行仿真分析,该模型能较好的反映金属橡胶静态特性,但在分析中发现该模型对金属橡胶内部粘性性质的描述存在局限性。对此考虑金属橡胶粘性特性和超弹性特性建立仿真模型,该模型能较好的描述金属橡胶非线性迟滞特性。将仿真结果与试验结果进行对比分析,验证了模型的适用性。