【摘要】：蜂窩芯夾層板結構在誕生之后,因其在具有高比強度、高比剛度、耐疲勞、優(yōu)良的隔熱和降噪能力的同時,質量與同體積的均質體結構相比較輕。因此深受對重量敏感的航空航天領域科研工作者和技術人員的喜愛,并投入大量精力與資源研究,使其能廣泛的應用于各大相關領域。正六邊形蜂窩是最常見的蜂窩芯夾層板結構,已有的研究都是以六邊形蜂窩居多。本文同時分析了主流的六邊形蜂窩,及較少研究的密排圓形蜂窩、疏排圓形蜂窩、三角形蜂窩與方形蜂窩。對蜂窩芯夾層板的等效彈性力學參數(shù),振動控制方程及傳聲損失及其主要影響參數(shù)進行了分析研究和相關討論。首先,通過使用夾芯板理論并運用等效應變能原理,對研究模型進行一定的假設,再通過利用相關力學知識,給出蜂窩芯夾層板結構簡化后的等效模型,并對各類蜂窩芯夾層板結構對應等效模型的彈性力學參數(shù)進行逐一理論推導與計算。其次,在得到相關等效參數(shù)的基礎上,通過使用三明治夾層板理論,建立蜂窩芯夾層板結構在四邊簡支邊界條件下的振動控制方程,并使用Comsol多物理場仿真軟件進行建模和模擬仿真,得到其前五階模態(tài)及其對應頻率,并將數(shù)值解析的計算結果同軟件仿真的模擬結果進行對比,以驗證本理論模型的正確性與可靠性。最后,結合聲學基本原理,運用聲波動方程,通過傳聲理論建立了蜂窩芯夾層板結構隔聲量計算的理論模型,并使用Comsol多物理場仿真軟件進行建模和模擬仿真,驗證本傳聲理論模型的正確性與可靠性。之后對比了密排圓形、正六邊形、三角形、疏排圓形和方形蜂窩芯夾層板結構的隔聲性能。得出結論:在通�？刂茒A層板結構相當密度一致的情況下,密排圓形蜂窩芯夾層板擁有同其他類型蜂窩芯夾層板相比最優(yōu)的隔聲性能;而在控制夾層板結構剪切剛度一定的條件下,六邊形蜂窩芯夾層板擁有最優(yōu)的隔聲性能。再詳細討論了蜂窩芯夾層板的芯層高度、面板厚度及芯子壁格厚度對夾層板隔聲性能的影響。并得出相關結論,無論是改變蜂窩芯夾層板結構夾芯層的構型還是尺寸參數(shù),本質都是遵循隔聲特性曲線由結構質量及剛度控制的原理,并對上述兩項參數(shù)進行的研究與分析。
【圖文】：

圖 1-1 自然界中的蜂巢結構與工業(yè)中的蜂窩結構蜂窩結構誕生后因其具有比強（剛）度高；耐疲勞性強；具有優(yōu)良的隔熱降能力；同時減振等優(yōu)異性能，最為關鍵的是相比普通均質材料質量輕，使其備受究者和工程技術人員的青睞并應用于航空航天領域[1]。蜂窩夾層板結構最早應用航空航天是在 1938 年，由德國制造的四引擎 HavillandAlbatross 飛機以及后來蚊式轟炸機中的圓形機身外殼部分就采用了塑模夾層膠合板[2]。隨后的 1940 年

南昌航空大學碩士學位論文 第一章 緒論國又把桃木單片的蜂窩芯粘結在鋁蒙皮上，制成“鋁木蜂窩夾層結構”。到 20 世紀 50 年代，隨著塑料纖維工藝技術的發(fā)展，玻璃鋼蜂窩結構問世[3]。蜂窩芯的材料非常多樣化，蜂窩芯子的形狀可以是任何形狀。蜂窩夾層結構的兩側面板一般選用力學性能出色的材料，如鈦合金、鋁合金等，由于蜂窩夾層復合材料各部位的組成選擇性較大，因此在實際工程中應用特別廣泛[4,5]。當今世界各大國都在加大對蜂窩結構的研究力度與應用范圍，如歐洲通信衛(wèi)星的機體主要材料均為碳纖維、環(huán)氧面板蜂窩夾層結構；歐洲空客公司生產的A380 寬體遠程客機在也采用了一種名為 NOMEX 的蜂窩材料；美國波音公司生產的波音 787 超遠程客機在機身、機翼和尾翼上都大量采用了碳纖維復合材料蜂窩夾層結構如圖 1-2 所示；而我國則是在國產直九機大量使用 NOMEX 蜂窩夾層結構，，是國內蜂窩夾層結構用量最大的機種之一[6]。
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V214.6

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本文編號：2699273