【摘要】：蜂窩夾層結(jié)構(gòu)因具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度和比剛度大的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),同時(shí)還具有抗失穩(wěn)、耐疲勞老化、隔熱、隔聲、減振等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域,傳統(tǒng)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)以六邊形蜂窩為主,現(xiàn)用圓形蜂窩替代六邊形蜂窩從而構(gòu)成圓形蜂窩夾層結(jié)構(gòu),以其為研究對(duì)象,由于圓形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的沖壓實(shí)驗(yàn)研究較為廣泛,而面內(nèi)力學(xué)性能的研究相對(duì)較少,故本文首先以此為出發(fā)點(diǎn),對(duì)比分析了六邊形及圓形蜂窩結(jié)構(gòu)的面內(nèi)力學(xué)參數(shù),然后進(jìn)一步對(duì)圓形及六邊形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲性能展開(kāi)了深入研究。首先,對(duì)圓形及六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)的面內(nèi)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析。本文采用等效原理對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)進(jìn)行等效分析,對(duì)面內(nèi)等效彈性模量、等效抗壓強(qiáng)度和等效屈服強(qiáng)度這三個(gè)主要參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,得出當(dāng)蜂窩壁厚增加時(shí)六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)的彈性模量和強(qiáng)度均小于密排圓形蜂窩結(jié)構(gòu),從而說(shuō)明密排圓形蜂窩結(jié)構(gòu)具有面內(nèi)力學(xué)性能優(yōu)勢(shì)。其次,對(duì)圓形及六邊形蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲性能進(jìn)行了分析。本文采用聲波傳遞法求解了聲波經(jīng)過(guò)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)之后的入射波和透射波,進(jìn)而求出入射聲功率和透射聲功率,最后得出吸聲系數(shù)理論計(jì)算公式,分析得出蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲效果不理想,從而反映了傳統(tǒng)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)具有良好隔聲性能,但吸聲性能較差。為了提高蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲性能,故將蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的上表面進(jìn)行微穿孔以增大吸聲效果,以及將聲阻尼即微穿孔板內(nèi)置于蜂窩芯中,運(yùn)用聲電類(lèi)比法得出內(nèi)置微穿孔板蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)理論計(jì)算公式,并用comsol的仿真計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了理論計(jì)算的正確性。最后,對(duì)內(nèi)置聲阻尼的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析驗(yàn)證。基于已經(jīng)得到驗(yàn)證的內(nèi)置微穿孔板蜂窩夾層結(jié)構(gòu)吸聲系數(shù)計(jì)算公式,進(jìn)而分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)吸聲系數(shù)的影響,結(jié)果表明,內(nèi)置微穿孔板的穿孔直徑較小時(shí)對(duì)吸聲效果有明顯提升。然后將另一種聲阻尼即薄板內(nèi)置于蜂窩芯中且使其形成一定的高度比時(shí),蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲頻帶得到拓寬,吸聲系數(shù)有所增大,從而說(shuō)明內(nèi)置薄板也可提升蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸聲效果,然后分析內(nèi)置雙層微穿孔板時(shí),改變結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)對(duì)吸聲系數(shù)的影響,最后對(duì)聲阻尼類(lèi)型進(jìn)行對(duì)比分析,得出吸聲效果較優(yōu)的內(nèi)置聲阻尼蜂窩夾層復(fù)合結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：V214.6
【圖文】：

南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒論第 1 章 緒論1.1 引言蜂窩夾層結(jié)構(gòu)是一種由上下面板和中間蜂窩結(jié)構(gòu)粘結(jié)而成的仿生優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其最早是以開(kāi)口鋁蜂窩的形式于 20 世紀(jì)四五十年代在軍機(jī)上應(yīng)用，由于上下面板一般都選擇輕質(zhì)材料板且中間的蜂窩芯層為薄壁背腔結(jié)構(gòu)，因而整體結(jié)構(gòu)具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度和比剛度大的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)[1]，同時(shí)還具有抗失穩(wěn)、耐疲勞老化、隔熱、隔聲、減振等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械、交通等多個(gè)行業(yè)，尤其在航空領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其主要應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)翼、整流罩、機(jī)身等位置[2]，結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-1 所示。

表 1-1 蜂窩夾層結(jié)構(gòu)比強(qiáng)度及比剛度相對(duì)彎曲剛度/比值1 7 37相對(duì)彎曲強(qiáng)度/比值1 3.5 9.25密度/比值 1 1.03 1.06復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的上下面板材料有鋁合金、鈦合金等復(fù)合材料，根據(jù)復(fù)合材料中增強(qiáng)材料的幾何形狀，復(fù)合材料可以分為顆粒復(fù)合材料，層合復(fù)合材料，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料[4]，其中纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的纖維有玻璃纖維、硼纖維、碳纖維、芳綸纖維等，由于鋁蜂窩和芳綸紙蜂窩具有壓縮模量高和質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)，使其成為飛機(jī)結(jié)構(gòu)上使用較為廣泛的夾芯材料[5]。

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本文編號(hào)：2731863