鋁蜂窩夾芯復(fù)合結(jié)構(gòu)在航空工業(yè)、高速列車及汽車車體中得到越來越多的應(yīng)用,其隔聲性能對車內(nèi)及機艙噪聲有重要影響。建立了碳纖維鋁蜂窩夾芯復(fù)合結(jié)構(gòu)有限單元模型,用有限單元法計算了結(jié)構(gòu)在聲載荷激勵下的響應(yīng),并計算分析了復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔聲性能,分析了碳纖維復(fù)合面板厚度、面板層數(shù)、鋪設(shè)角度、鋁蜂窩芯層的厚度、鋁蜂窩壁厚對隔聲性能的影響。研究結(jié)果表明,面板采用碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)時,在小于1 000 Hz的低頻段,相同面板厚度的鋁蜂窩復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲性能比全鋁合金材料的鋁蜂窩夾芯復(fù)合結(jié)構(gòu)有所降低,而且在高頻段會出現(xiàn)隔聲量更低的隔聲低谷;相較于鋁合金面板,復(fù)合結(jié)構(gòu)的面板采用碳纖維復(fù)合材料時,能夠?qū)崿F(xiàn)整體結(jié)構(gòu)輕量化也提高復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔聲性能;各層之間按相對90°鋪設(shè)時復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲性能最好;隨著面板厚度的增加復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲性能增加,面板層總厚度不變的情況下,單層面板或者過多的層數(shù)都會使復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲性能降低。 

【文章來源】：振動與沖擊. 2020,39(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

聲壓云圖

兩個方案在透射面上的響應(yīng)聲功率級如圖5所示,圖5表明,兩個方案在透射面的聲功率級總體趨勢大致相似,在1 00～1 000 Hz的中低頻段,方案A1透射面的聲功率級要大于方案A2,A1方案面板密度小于A2方案面板密度,聲波更容易透過結(jié)構(gòu),說明在這個頻段內(nèi)面板使用碳纖維材料時另一側(cè)會有更大的透射聲波,這表明其隔聲性能要略差于面板使用鋁合金的方案,這與透射面聲壓云圖得到的結(jié)論一致。3.2 復(fù)合結(jié)構(gòu)隔聲性能

方案A1、A2的隔聲量曲線如圖6所示,圖6中橫軸為1/3倍頻程頻率,縱軸為隔聲量。圖6表明,總體上兩個方案隔聲量均是從低頻到高頻逐漸升高,在大多數(shù)頻率,面板使用碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)時的隔聲量低于面板為金屬鋁時的隔聲量。在100～1 000 Hz的中低頻頻率段,面板為碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)時隔聲量均小于面板為金屬鋁的隔聲量。兩組方案均在500 Hz時出現(xiàn)第一個隔聲低谷,此時隔聲低谷頻率與結(jié)構(gòu)的第一階固有頻率基本相同,即結(jié)構(gòu)的第一階模態(tài)頻率就是第一個隔聲低谷。頻率為1 600 Hz時,面板使用碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)情況的隔聲量出現(xiàn)了較低的隔聲低谷。為了更直觀的評價兩種方案的隔聲性能,采用計權(quán)隔聲量對兩組方案進行評價,A1方案的計權(quán)隔聲量為28.4 dB,A2方案的計權(quán)隔聲量為31.9 dB,因此A2方案隔聲性能相對較好。

【參考文獻】：
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