基于三維彈性理論,對(duì)阻尼夾芯復(fù)合材料圓柱殼在簡(jiǎn)諧點(diǎn)力作用下的振動(dòng)聲輻射進(jìn)行優(yōu)化研究。建立了以總質(zhì)量、基頻和模態(tài)阻尼為優(yōu)化目標(biāo)的多目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化模型,對(duì)纖維層和芯層厚度分布和鋪層方式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);經(jīng)與其他文獻(xiàn)及"有限元+邊界元"法得到的結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了三維彈性理論的計(jì)算結(jié)果的有效性;分析了三明治夾芯圓柱殼的振動(dòng)和聲輻射的影響因素,發(fā)現(xiàn)芯層中面線位置高于整殼中面線時(shí)有利于提高基頻,降低聲輻射功率;且隨著鋪層角的增加,固有頻率呈拋物線型變化趨勢(shì),模態(tài)阻尼比則逐漸減小。經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì),聲功率一階共振頻率向高頻方向偏移20 Hz,最大聲功率降低11.66 dB,200 Hz以下的低頻段,聲功率峰值密度明顯降低。

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【部分圖文】：

圖3 30°/-30°/30°/-30°層合圓柱殼聲功率的

圖20°/90°/0°/90°/0°層合圓柱殼聲功率的

圖1 復(fù)合材料夾芯圓柱殼三維模型

采用準(zhǔn)確度高的三維彈性理論建立復(fù)合材料夾芯圓柱殼的振動(dòng)聲輻射理論模型。其結(jié)合了分層理論和狀態(tài)空間法,基本原理是:沿厚度方向?qū)んw分層若干薄層,如圖1所示。對(duì)各層建立三維狀態(tài)運(yùn)動(dòng)方程,假設(shè)各層緊密粘接,則可建立橫向位移和應(yīng)力的遞推關(guān)系,由此可得圓柱殼內(nèi)外表面位移和應(yīng)力的關(guān)系,根據(jù)相....

圖2 0°/90°/0°/90°/0°層合圓柱殼聲功率的

表1模態(tài)對(duì)比驗(yàn)證Tab.1Comparisonofmodes0°/core/0°n有限元法文獻(xiàn)誤差/%本文方法誤差/%247.3747.19-0.3848.0211.37340.1739.25-2.2940.681.27固有頻率4....

圖4 主曲線圖

芯材采用聚氨酯吸聲橡膠材料,簡(jiǎn)稱吸聲芯材,材料參數(shù)為:μ=0.45,密度ρ=1100kg/m3。通過(guò)DMA實(shí)驗(yàn)和溫頻等效原理,獲得其動(dòng)態(tài)主曲線圖,如圖4所示。該部分工作已在文獻(xiàn)[24]中體現(xiàn),詳細(xì)推導(dǎo)可參考此文獻(xiàn)。由于復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)較多,主要包括鋪層角、鋪層數(shù)目、....

本文編號(hào)：4015029