随机激励作用下硬涂层薄板振动有限元分析及减振预估

硬涂层减振是一项新兴的阻尼减振技术,硬涂层复合结构在随机激励载荷作用下的振动特性建模与分析方法还未开展研究。将有限元建模方法和虚拟激励法(pseudo excitation method,PEM)相结合,实现了随机激励作用下硬涂层悬臂薄板结构振动建模及减振性能预估。首先,基于等效单层法创建了双面涂敷硬涂层的薄板结构振动特性有限元模型,得到了基础激励作用下包含涂层材料阻尼和剩余等效黏性阻尼的复合板结构的运动方程。接着,利用虚拟激励法,将平稳随机激励载荷谱转化为简谐激励,得到了硬涂层薄板结构在随机激励作用下的响应功率谱密度的求解方法。最后,以双面涂敷NiCrAl硬涂层材料的45#钢悬臂板为实例进行研究,利用所研发的方法计算了涂层板结构的固有频率及随机基础激励作用下的振动响应,并与试验数据进行对比校验。进一步,分析了涂层厚度、储能模量和损耗因子对悬臂板振动特性的影响。结果表明,适当增加上述涂层参数量值可有效提高硬涂层的减振效果。