[发明专利]一种复合材料蒙皮结构的硬涂层阻尼减振方法

权利要求书

1.一种复合材料蒙皮结构的硬涂层阻尼减振方法，其特征在于，所述方法对发生不利振动的复材蒙皮结构开展仿真分析，通过温度、压强和原料比例的调节，控制硬涂层的弹性模量和材料损耗因子，对硬涂层的减振能力及其对蒙皮结构的刚度影响进行优化，制作优化减振性能的硬涂层，将硬涂层涂敷在蒙皮，完成具有减振性能的复材蒙皮结构，最后对涂敷硬涂层后的复材蒙皮结构进行振动特性仿真并与涂覆硬涂层之前的仿真结果进行对比分析。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一、以飞机蒙皮结构局部发生不利振动为对象，对振动结构开展动力学建模，分析振动特性；

步骤二、基于有限元法和经典层合板理论，建立蒙皮结构和硬涂层的结构动力学方程，分析结构振动特性；

步骤三、根据步骤二中结构动力学方程，以共振峰值降低量最高为目标，以给定质量增加和固有频率变化范围为约束条件，通过可行方向法获得硬涂层材料性能参数和硬涂层厚度参数的最优组合；

步骤四：确定硬涂层涂敷范围和厚度，制作硬涂层，利用等离子喷涂技术对硬涂层进行涂敷，完成具有减振性能的复材蒙皮结构；

步骤五：对涂敷硬涂层后的复材蒙皮结构进行振动特性仿真对比分析。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤三中获得硬涂层材料性能参数和硬涂层厚度参数的最优组合的方法如下：通过设计硬涂层的材料弹性模量和损耗因子参数组合，涂覆更薄的涂层获得更高的共振峰值衰减，并将涂覆硬涂层带来的蒙皮结构质量增加与固有频率变化控制在设定范围内，获得最优的减振性能，具有最优的减振性能的硬涂层材料性能参数和硬涂层厚度参数组合为最优组合。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述硬涂层材料性能参数包括材料弹性模量和损耗因子。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤一中振动特性包括：模态、频率、阻尼比以及共振振幅。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，建立蒙皮结构和硬涂层的结构动力学方程具体如下：

式中，M^(a)为复材蒙皮-硬涂层复合结构的整体质量矩阵，K^*(a)为复刚度矩阵，w和f分别为有限元模型的横向位移向量和激振力向量。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述硬涂层厚度范围为0.3mm-0.4mm。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述硬涂层为CrNiAlY硬涂层，所述CrNiAlY硬涂层采用等离子喷涂技术制备并喷涂在蒙皮结构单侧表面。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤一对振动结构开展动力学建模用于分析原始结构振动特性，模态、频率和振幅，同时分析振动特性结果还用于与完成步骤五中的减振结果进行对比分析。