基于修正模態(tài)應(yīng)變能法的硬涂層薄板結(jié)構(gòu)阻尼預(yù)估及優(yōu)化.pdf

1、硬涂層是指由金屬基、陶瓷基或兩者的混合制成的涂層材料。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，涂敷硬涂層的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)阻尼系數(shù)增加、共振應(yīng)力降低，即硬涂層具有阻尼減振的效果。預(yù)測(cè)硬涂層復(fù)合結(jié)構(gòu)的阻尼性能是硬涂層阻尼減振研究中的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容。模態(tài)應(yīng)變能法是預(yù)測(cè)復(fù)合結(jié)構(gòu)阻尼性能的一種經(jīng)典方法。但經(jīng)典的模態(tài)應(yīng)變能法卻無法直接應(yīng)用于硬涂層復(fù)合結(jié)構(gòu)的阻尼性能預(yù)估中。本文在考慮硬涂層材料中小阻尼特點(diǎn)以及修正經(jīng)典模態(tài)應(yīng)變能法計(jì)算誤差的前提下，提出了一種適用于硬涂層復(fù)合結(jié)構(gòu)阻尼

2、性能預(yù)估的新方法，并開展了涂敷位置優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，具體研究?jī)?nèi)容體現(xiàn)在以下4方面:
　　首先，闡述了模態(tài)應(yīng)變能法的基本理論。給出了求解整體模態(tài)應(yīng)變能以及單元模態(tài)應(yīng)變能的理論公式。用懸臂鈦板結(jié)構(gòu)予以舉例例證，應(yīng)用ANSYS和Matlab分別計(jì)算了固支薄板結(jié)構(gòu)前6階的固有頻率、整體模態(tài)應(yīng)變能和單元模態(tài)應(yīng)變能分布，敘述了求解模態(tài)應(yīng)變能的具體流程及主要命令，并對(duì)比兩者的計(jì)算結(jié)果。
　　然后，介紹了應(yīng)用經(jīng)典模態(tài)應(yīng)變能法預(yù)估硬涂層復(fù)合結(jié)構(gòu)阻

3、尼的過程。在改善經(jīng)典模態(tài)應(yīng)變能法計(jì)算誤差的背景下，提出了兩種修正模態(tài)應(yīng)變能法用于硬涂層復(fù)合結(jié)構(gòu)阻尼性能的預(yù)估，推導(dǎo)了修正模態(tài)應(yīng)變能法的原理性公式，描述了預(yù)估硬涂層復(fù)合結(jié)構(gòu)阻尼性能的計(jì)算流程。并以一個(gè)涂敷Mg-AL硬涂層的懸臂薄板為例進(jìn)行了實(shí)例研究。
　　再則，討論了硬涂層材料楊氏模量、損耗因子和涂層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)阻尼性能的影響。分別探究了單一因素和兩兩組合因素對(duì)阻尼性能的影響規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)增大硬涂層的楊氏模量、損耗因子及厚度均可以