基于振动测试硬涂层材料力学性能参数识别方法的研究

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1、万方数据AThesisinMechatronicEngineering㈣㈣㈣删JO125163ResearchoftheHardCoatingMaterialMe-—chanicsPropertyParametersIdentificationMethodBasedontheVibrationTestingByyangJundongSupervisor：ProfessorHanQingkaiDoctorSunWbiNortheasternUniversityJune2011万方数据感谢：中央高校基本科研业务费专项资金资助(编号：100503001、090603007、100603009)对

2、本课题的大力资助!万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：前糊美终日期：3o‘l耳6司3j目学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作

3、者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口～年半口两年口学位论文作者签名：7蜥键终签字日期：>。j7、6、达翩虢砟讹签字日期：q,orf．占．矿万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于振动测试的硬涂层材料力学性能参数的识别方法研究摘要涂层技术广泛应用于航空、航天、车辆、机床等领域。一般地，涂层处理后的结构具有较高硬度同时又可以耐高温、耐腐蚀，而且由于涂层内部微小颗粒之间的内摩擦，部分涂层还可起到阻尼减振的作用。针对涂敷硬涂层材料(即陶瓷基或金属基)的结构系统，在进行动力学分析、结构性能预测及优化时，通常需要准确获得硬涂层材料的力学特性参数，包括弹性模量和损耗因子。本文主要研究基于

4、振动测试硬涂层材料力学性能参数的识别方法，主要内容包括：(1)基于Oberst梁理论，针对单面涂敷阻尼材料的试件，推导出涂层材料力学性能参数的振动梁法公式，并且按照美国材料协会的标准，详细叙述实验系统和测试流程。(2)基于振动梁法测试原理及流程，采用力锤敲击，创建测试NiCrAIY材料的力学特性参数实验系统，并且对测试过程中可能产生的误差以及振动梁法参数识别公式的敏感性进行了分析。(3)硬涂层材料力学特性参数随应变变化，基于单位体积上能量储存和耗散，把硬涂层材料力学特性参数考虑成储能模量、耗能模量，通过应变能比与固有频率、涂层厚度、涂层密度间的关系，推导出硬涂层材料的储能模量、耗能模量的识

5、别公式。(4)基于能量法原理及测试流程，采用振动台基础激励扫频，施加不同的加速度激励，测试每个加速度激励下光梁和NiCrAlY复合梁的固有频率、损耗因子，利用欧拉梁理论，建立根部最大应变与位移的关系，对应不同加速度激励，建立固有频率、损耗因子与应变的关系，通过能量法公式识别NiCrAIY材料的储能模量、耗能模量。由于目前没有统一的标准测试硬涂层材料的力学特性参数，因此，本研究具有创新性。对于实现测试精度高、重复性好、操作简单的测试硬涂层材料力学特性参数的合理方法具有重要价值。关键词：硬涂层材料：力学性能参数；振动梁法；能量法；弹性模量；损耗因子．II．万方数据东北大学硕士学位论文Abstr

6、actResearchoftheHardCoatingMaterialMechanicsAbstractCoatingtechnologyiswidelyusedinaviation，spaceflight，vehicles，machinetools，andotherfields．Ingeneral，thecoatingprocessafterthestructurewithhi曲hardnessandhJ曲temperatureresistance，andcorrosionresistance，andbecausetheinternalcoatingparticles，partofthe

7、internalfrictionbetweencoatingstillcallhavedampingvibrationreductioneffect．Forcoatinghardcoatingmaterial(namelyceramicmatrixormetalmatrix)，thestructureofthesystemintheprocessofdynamicanalysis，structureperformance