輕質(zhì)結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于高鐵、大型運(yùn)輸機(jī)、艦船以及潛艇等設(shè)備,其承載、振動(dòng)及聲學(xué)等性能對(duì)內(nèi)部人員舒適性、設(shè)備的正常運(yùn)行以及結(jié)構(gòu)本身的可靠性都至關(guān)重要。前人已對(duì)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)聲學(xué)性能進(jìn)行了大量的研究并取得了豐碩的成果,但對(duì)集承載性能及聲學(xué)等動(dòng)力學(xué)性能于一體的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的多功能研究相對(duì)較少,且隔聲問(wèn)題一直是困擾研究者的一大難題,而這一問(wèn)題在實(shí)際應(yīng)用中至關(guān)重要。本文基于多功能一體化的設(shè)計(jì)理念,結(jié)合前人對(duì)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)聲學(xué)性能的研究工作,開(kāi)展輕質(zhì)八面體夾芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及聲學(xué)性能的研究,為輕質(zhì)夾芯板的工程應(yīng)用提供指導(dǎo),本文的主要工作研究包含下列內(nèi)容:針對(duì)夾芯結(jié)構(gòu)隔聲問(wèn)題設(shè)計(jì)出新型面心立方夾芯結(jié)構(gòu),制備了試驗(yàn)件,并對(duì)新結(jié)構(gòu)的隔聲問(wèn)題進(jìn)行了試驗(yàn)和數(shù)值研究。目前研究者們的試驗(yàn)研究存在很大的誤差且結(jié)果不穩(wěn)定。通過(guò)分析誤差原因,本文的駐波管聲學(xué)試驗(yàn)研究達(dá)到了測(cè)試誤差較小試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定性較好的效果。同時(shí),運(yùn)用流-固耦合數(shù)值模型研究了邊界條件、幾何參數(shù)、母材模量、聲波入射角對(duì)面心立方夾芯結(jié)構(gòu)聲學(xué)性能的影響。此外,還與文獻(xiàn)中波紋板的傳聲損失進(jìn)行比較。研究結(jié)果表明,面心立方夾芯結(jié)構(gòu)相對(duì)于波紋板具有優(yōu)越的聲學(xué)性能;母材參數(shù)的研究給出對(duì)應(yīng)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

四邊簡(jiǎn)支的雙板結(jié)構(gòu)的聲學(xué)問(wèn)題[23]

圖1-2蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)等效模型[25]采用均一化方法分析結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性會(huì)忽略很多因素，尤其是在高頻階段。除了均一化方法，還有一種精確的建模方法受到了人們的關(guān)注——空間諧波展開(kāi)法。該方法由Mead[27]在20世紀(jì)60年代提出，用來(lái)分析周期約束結(jié)構(gòu)中波的傳播問(wèn)題。起初研究對(duì)象是受到周期彈簧約束的梁結(jié)構(gòu)。之后，Lee[28]將Mead的模型拓展至加筋板結(jié)構(gòu)，加筋等效成離散的質(zhì)量塊和彈簧結(jié)構(gòu)，用二維模型描述的問(wèn)題與Mead研究的相似。根據(jù)約束，將板的撓曲線用諧波形式表示，兩側(cè)聲波的勢(shì)函數(shù)也類似。因?yàn)橹芷诩s束的存在，板中的波的波數(shù)為一系列離散的值。流體-固體耦合邊界條件實(shí)際是界面處的法向速度相等。然后，運(yùn)用虛功原理，可以得到板振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程，進(jìn)而能夠推導(dǎo)出由板的模態(tài)幅值表示的傳聲損失。Hull[29]運(yùn)用同樣的方法分析了涂有聲學(xué)涂料的加筋板結(jié)構(gòu)的傳聲性能。

三種變形模式：整體彎曲，剪切變形和面板彎曲。其隔聲性能曲線由低頻到高頻大致可分為四個(gè)區(qū)間，分別由結(jié)構(gòu)剛度控制、共振特性控制、質(zhì)量控制和吻合共振控制(如圖1-3所示)。在基頻之前，板的剛度是決定傳聲損失(STL)的主要參數(shù)；在基頻大致到兩倍基頻的范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性決定其隔聲性能，共振頻率附近，隔聲性能將大幅降低，在曲線上形成波谷；之后，結(jié)構(gòu)的質(zhì)量開(kāi)始成為主導(dǎo)


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