金属橡胶的典型微观结构

在成型过程中，螺旋卷之间相互挤压嵌入，被接触点分割为多段曲梁，如图5-5所示。

图5-5　金属橡胶非成型方向局部放大图（×50）

在受到载荷时，曲梁在接触点处产生相对滑动，由于摩擦力的方向始终与曲梁的运动方向相反，并阻碍其在接触点间运动而产生摩擦阻尼。曲梁在滑动过程中与其他曲梁接触会产生新的接触点，从而导致金属橡胶构件内部接触点随曲梁几何位置的改变而逐渐增多（图5-6），而曲梁的平均长度也会随着接触点的增多而逐渐变短。在这一过程中，曲梁长度变化主要改变金属橡胶的整体刚度，而接触点数量主要改变金属橡胶的阻尼耗能。从总体上看，曲梁的弹性变形力以及曲梁间的相互作用力共同形成宏观上金属橡胶总的弹性阻尼特性，即金属橡胶的迟滞力学特性。

图5-6　接触点数目与变形的关系(www.xing528.com)

通过进一步的细观观察发现，金属橡胶内部曲梁包含两种滑移模式，即正交滑移模式和平行挤压滑移模式，如图5-7所示。

图5-7　金属橡胶压缩变形的滑移模式

（a）正交滑移；（b）挤压滑移

在正交滑移时，滑移驱动力的方向一般接近于滑移摩擦力的方向，其滑动驱动力也较小，因此是一种相对容易开动的滑移模式，一般出现在压缩变形的早期。但这种滑移模式因相互接触曲梁间的接触载荷相对较小，在接触曲梁相对滑动时的耗散能量也较少。

在挤压滑移时，滑移驱动力的方向几乎正交于滑移摩擦力的方向，由于相互接触的曲梁的位置夹角比较小，类似于曲梁间的相互挤出，因此需要相对较大的驱动力，一般出现在压缩变形的中后期。这种滑移模式一旦启动，由于能产生相对较大的接触摩擦力，因此其耗散的能量也相对较大。