【摘要】：獲得硬涂層材料的儲(chǔ)能模量和損耗因子等力學(xué)特性參數(shù)是硬涂層復(fù)合結(jié)構(gòu)建模及減振優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)�，F(xiàn)有的關(guān)于硬涂層材料參數(shù)辨識(shí)研究通常是基于梁形試件和復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。而這里面向懸臂板結(jié)構(gòu),提出一種僅需測(cè)得涂層前后懸臂板的時(shí)域共振自由振動(dòng)衰減響應(yīng),來(lái)辨識(shí)硬涂層材料力學(xué)特性參數(shù)的方法。首先,確定了由自由振動(dòng)衰減響應(yīng)辨識(shí)硬涂層儲(chǔ)能模量及損耗因子的原理。進(jìn)一步,給出了獲得上述硬涂層材料參數(shù)所需的關(guān)鍵參數(shù)(包括響應(yīng)包絡(luò)線、即時(shí)共振頻率和阻尼)的辨識(shí)方法。再則,描述了硬涂層板有限元建模以及共振頻率、模態(tài)應(yīng)變能和參考應(yīng)變的求解方法。最后以涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂層的懸臂薄板為例進(jìn)行了實(shí)例研究,獲得了該混合涂層的儲(chǔ)能模量及損耗因子。進(jìn)一步,將獲得的硬涂層材料參數(shù)代入到有限元分析模型,通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)與有限元計(jì)算獲得的硬涂層板前6階共振頻率,證明了所辨識(shí)的材料參數(shù)的合理性。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn),辨識(shí)獲得的硬涂層儲(chǔ)能模量及損耗因子隨參考應(yīng)變的變化規(guī)律同其他文獻(xiàn)基本一致,但該結(jié)果可直接用于硬涂層板形結(jié)構(gòu)的建模。
[Abstract]:The mechanical properties of hard coating materials, such as storage modulus and loss factor, are the foundation of modeling and vibration reduction optimization design of hard coating composite structure. Existing studies on parameter identification of hard coating materials are usually based on beam-shaped specimens and complex experimental processes. In this paper, a method is proposed to identify the mechanical properties of hard coating materials only by measuring the time-domain resonance free vibration attenuation response of the cantilever plates before and after coating for the cantilever plate structure. Firstly, the principle of identifying the storage modulus and loss factor of hard coating based on the free vibration attenuation response is determined. Furthermore, the identification methods of the key parameters (including response envelope, real-time resonance frequency and damping) required to obtain the parameters of the hard coating materials mentioned above are given. In addition, the finite element modeling of hard coated plate and the calculation methods of resonance frequency, modal strain energy and reference strain are described. Finally, taking the cantilever thin plate coated with NiCoCrAlY YSZ hard coating as an example, the storage modulus and loss factor of the hybrid coating are obtained. Furthermore, the obtained hard coating material parameters are substituted into the finite element analysis model, and the first six order resonance frequencies of the hard coating plate obtained by the comparison test and the finite element calculation are compared, and the rationality of the identified material parameters is proved. By comparison, it is found that the variation of storage modulus and loss factor of hard coating with reference strain is basically consistent with other references, but the results can be directly used to model the shape structure of hard coating.
【作者單位】： 東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51375079)
【分類號(hào)】：TB535.1

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本文編號(hào)：2444178