Вибропоглощающее покрытие

(19 з 5 ц Р 16 Р МИТЕТ СССРИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ НИЯатухания к анственн аллическом основ ериодичесыми выемельнолубиной,рытия,мой по выполне отах оряющимисясположенным дратаралл овски ки, поками,осям с мметрии основан половине толщин стороны В , выч м, акад. ы п сля длин ство СС1980. ормул(54)(57) ВИБРОПОГЛ наносимое на одну ческого основания в 2,5-3,5 раза пр основания, о т л тем, что, с целью ОЩАЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ э из сторон металлии имеющее толщину, вышающую толщину ч а ю щ е е с я увеличения прост 1 кг/мз Ь м 1 -упругости, плотность материала ина основания соответственно;1/с 3 - частота колебаний,периодом повторения, равным ой длине выемок.11004Изобретение относится к машиностроению и может быть применено дляпоглощения изгибных колебаний, распространяющихся по металлическим конструкциям. 5Известно вибропоглощающее покры-тие для металлических поверхностейиз листового вибропоглощающего материала, прикрепляемое одной сторонойк защищаемой поверхности 1. 1 ООднако данная конструкция покрытия не позволяет получить существенного пространственного затухания вибрации на низких частотах.Наиболее близким к предлагаемому 15по технической сущности является вибропоглощающее покрытие, наносимоена одну из сторон металлического основания и имеющее толщину, в 2,5 -3,5 раза превышающую толщину основания, Коэффициент потерь такой составной конструкции 2- прямо пропорционален коэффициенту потерь покрытияотношению модулей упругости материалов покрытия и основания Е, , 25Еа также отношению толщин Ъг/Ь, а пространственное затухание изгибной волны в конструкции на заданной частотепропорционально23.30Недостатком указанного покрытияявляется малая величина пространст;венного затухания колебаний в металлическом основании на низких частотах.Цель изобретения - увеличение про- З 5странственного затухания колебаний вметаллическом основании на низкихчастотах.Указанная цель достигается тем,что вибропоглощающее покрытие, нанонования, выполнено с периодическиповторяющимися квадратными выемками,расположенными параллельно оси симметрии основания, глубиной, равнойполовине толщины покрытия, длинойстороны Э , вычисляемой по формуле:Ф 50ХЬ 0,5грггде Е нм 3, р йг/м 3, Ъм 3 - модуль упругости, плотность материала55и толщина основания соответственнощЕ 1/сЗ- частота колебаний,и периодом повторения, равным удвоенной длине выемок. 43 2 На фиг. 1 схематически изображено вибропоглощающее покрытие на фиг, 2- распределение уровня вибрации на час- тоте 400 Гц в металлической полосе, оклеенной вибропоглощающим покрытием (источник вибрации расположен в точке х = О); на.фиг. 3 - частотная характеристика величины погонного затухания уровня вибрации в конструкции, настроеннои на частоту 1000 Гц, при различной глубине выемок в покрытии.Вибропоглощающее покрытие 1 с выемками 2 нанесено на,металлическое основание 3, как показано на фиг. 1.Конструкция работает следующим образом.Энергия вибрации, поступающая от источника в металлическое основание 3, частично переходит в покрытие 1, где ее значительная доля поглощается вследствие наличия внутренних потерь в материале покрытия (как и в извест ном покрытии), а часть в виде изгибной волны набегает на периодическую систему выемок 2. Система выемок 2, являясь дифракционной решеткой, обладает способностью на некоторой частоте (определяемой соотношением, Э ==44, где 22- пространственный период чередования выемок, 3 - длина волны) частично отражать набегающую на нее волну. Период 2 Э повторения выемок выбирается исходя из условия максимального отражения энергииизгибной волны, распространяющейся поосновному стержню или пластине. Этоусловие имеет вид Й 2 Р= К волны, распространяющейся в конструкции. Наилучшее отражение изгибной волны при заданном весе покрытия обеспечивают выемки прямоугольной формы (по сравнению, например, с выемками синусоидальной формы или пирамидальной формы) благодаря наибольшей амплитуде основной пространственной гармоники разложения последовательности выемок в ряд Фурье. Отраженная волна также частично поглощается покрытием. Совместное отражение и поглощение симое на одну из сторон металличес 12 Ч,кого есновенин и имеющее толщину, в где К = 2 уК в -е- - волновое чис 2,5-3,5 раза превьппающую толщину ос- ло изгибнойэнергии волны в покрытии по мере ее продвижения вдоль конструкции приводит к усиленному затуханию изгибной волны в основании 3 вследствие волновой энергетической связи основания 5 3 и покрытия 1.На фиг, 2 кривая А показывает распредел:.ние уровня вибрации вдоль металлической полосы с высокоэффективным однородным вибропоглощающим пок рытием. При этом погонное затухание уровня вибрации составляет Н = = 4 дБ/м. Кривая В представляет распределение уровня вибрации в случае, когда покрытие того же веса, что и 15 однородное, выполнено с периодически повторяющимися квадратными выемками. Покрытие дает скачкообразное уменьшение уровня вибрации вблизи от источ-, ника (на 10 " 13 дБ) с последующим 20 равномерным затуханием уровня вибрации, составляющим М, = 8,5 дБ/м.Применение предлагаемого покрытия позволяет обеспечить на заданной частоте (400 Гц) дополнительное затухание уровня вибрации . = 10- 13 дБ + 4 - 5 дБ/м. Рекомендуемая глубина выемок является оптимальной. Так,на фиг. 3 показан ход экспериментальной частотной характеристики величины погонного затухания иэгибной волны при различной глубине выемок. меньше оптимальной (кривая А), оптимальной, составляющей половину толщины покрытия (кривая В), и превышающей оптимальную (кривая С). При уменьшении глубины выемок затухание изгибной волны в конструкции на заданной частоте Г уменьшается и мало отличается от затухания в конструкции с однородным покрытием того же веса, Увеличение глубины выемок сверх оптимальной приводит к падению эффективности демпфирования (по сравнению с эффективностью,. обеспечиваемой однородным покры" тием того же веса) на частотах, лежащих вне полосы шириной ЬГ д 0ЗХ с центральной частотойПрименение предлагаемого покрытия с периодически повторяющимися выемками позволяет снизить его вес в 1,8-2,0 раза по сравнению с равноэффективным сплошным покрытием.- -Х,М( А.Зим Редакто ов 30 Тираж 913 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 каз 45 б 5/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,