密排圓形蜂窩夾層結構的隔吸聲設計研究
發(fā)布時間：2021-03-01 06:58
蜂窩夾層結構憑借其質量輕且高強度比、高剛度比、耐沖擊等優(yōu)良力學性能,在航空航天、船舶、汽車、建材等領域得到廣泛應用。考慮到結構所處的工況環(huán)境經常伴隨著噪聲與振動,而過大的噪聲不但會引起相關人員的不適,而且會影響結構設備的使用壽命。相比正六邊形蜂窩芯結構,圓形蜂窩具有芯材耗量少,強度比高,承載力更高,同時可避免多邊形孔角部的應力集中等優(yōu)點。本文針對密排圓形蜂窩夾層板結構的隔聲、單面穿孔板的蜂窩夾層結構吸聲、雙面穿孔板的蜂窩夾層結構吸聲展開了研究。首先,對密排圓形蜂窩夾層板結構的隔聲性能進行了分析。本文采用三明治夾層板等效理論對圓形蜂窩夾芯層進行了力學參數(shù)等效計算,基于等效力學參數(shù)求解了夾層板結構隔聲量,并應用多場耦合有限元軟件COMSOL驗證了理論模型計算方法的準確性。最后討論了蜂窩層芯半徑、層芯壁厚以及材料對結構隔聲量的影響。結果表明:在四邊簡支邊界條件下,隨著圓形孔蜂窩層芯胞元半徑的增大,結構板隔聲性能下降,并且芯層壁厚的增大,蜂窩板隔聲量提高,結構隔聲波谷向低頻移動。此外,結構材料不同,結構隔聲量有差異,銅材和鋼材結構板比鋁材結構隔聲性能更好。其次,對單面微穿孔板的蜂窩夾層結構吸聲...
【文章來源】：南昌航空大學江西省
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
國產C919大型客機
良的隔吸聲減振性能，而輕質夾層板結構憑借其高強度、高剛度等到廣泛引用。夾層板結構是一種混雜復合夾層結構，該類結構的基上下兩塊薄而強的面板和填充在其中與面板牢固連接的輕質芯材板結構多被用于航空器上，像飛機的艙門、起落架門、垂尾和水平，由于夾層板結構具有一定的密封性能，也被應用在飛機的隔墻、艙李艙等結構中，并且無人機的機身和機翼中等承力部件上也有應用現(xiàn)代建筑上廣泛應用的隔墻板是由鋼架連接的石膏板或水泥板構板就是典型的夾層板結構。多種類的夾層板結構中，最為典型的當屬蜂窩夾層結構。蜂窩夾層問世以來，就得到人們的重視，憑借其獨特的優(yōu)勢，比如，高強度，質量輕，隔熱隔聲，吸聲降噪[14-16]等，一直是人們的研究熱點結構的應用領域也相當廣泛。傳統(tǒng)蜂窩結構是正六邊形蜂窩芯的蜂 1.2 所示），六邊形蜂窩結構的設計靈感來源于蜜蜂蜂巢，相比其的夾層板結構，六邊形蜂窩結構材料較少，制造技術較為成熟，并
61.3.2 微穿孔板結構研究現(xiàn)狀微穿孔板吸聲結構（如圖1.4所示）最早由馬大猷院士提出，指在薄板上按一定排列方式開很多直徑在1mm以下的微小孔，薄板上的微孔與背后有一定厚度的空腔形成Helmholtz共振腔結構，該結構具有良好的中低頻吸聲降噪性能。圖 1.4 微穿孔板結構圖對于微穿孔板結構的研究，馬大猷院士[44-46]最早基于聲電類比理論推導了穿孔板結構的聲阻抗，以求得吸聲系數(shù)理論計算公式。在馬大猷院士的研究成果上，國內學者對穿孔板結構進行了進一步的深入研究。王占學[47]提出了將微穿孔板消聲器結構應用到飛機APU排氣管中，大大提高了排氣消聲器的吸聲降噪性能。張曉杰[48]基于聲電類比法計算了多層微穿孔板的吸聲系數(shù)，并應用遺傳算法對多層板后空腔厚度進行優(yōu)化
【參考文獻】：
期刊論文
[1]具有并聯(lián)不等深度子背腔序列的微穿孔板吸聲體吸聲特性[J]. 閔鶴群,郭文成. 東南大學學報(自然科學版). 2017(01)
[2]復合材料蜂窩夾層結構在飛機中的應用[J]. 柳敏靜,武湛君. 科技導報. 2016(08)
[3]基于等效理論的蜂窩夾層板強度等效分析[J]. 季寶鋒,陳東良,孫艷杰,王世勛,陳英偉. 宇航材料工藝. 2015(02)
[4]蜂窩芯層等效參數(shù)研究綜述[J]. 富明慧,徐歐騰,陳譽. 材料導報. 2015(05)
[5]一種新型微穿孔板吸聲特性研究[J]. 吳元軍,趙曉丹. 環(huán)境科學與技術. 2013(10)
[6]考慮膠層的蜂窩夾層復合材料動態(tài)特性[J]. 姜東,江智遠,費慶國,韓曉林. 東南大學學報(自然科學版). 2013(05)
[7]微穿孔板—蜂窩夾芯復合結構的隔聲性能[J]. 楊軍偉,蔡俊,邵驄. 噪聲與振動控制. 2013(04)
[8]蜂窩層芯夾層板結構振動與傳聲特性研究[J]. 任樹偉,辛鋒先,盧天健. 力學學報. 2013(03)
[9]蜂窩夾層板力學等效方法對比研究[J]. 李賢冰,溫激鴻,郁殿龍,溫熙森. 玻璃鋼/復合材料. 2012(S1)
[10]鎂合金蜂窩板隔聲性能分析[J]. 谷秀娥,權高峰,石琳. 噪聲與振動控制. 2011(04)
博士論文
[1]蜂窩夾層結構復合材料的聲振特性研究[D]. 王盛春.重慶大學 2011
碩士論文
[1]基于優(yōu)化的蜂窩板有限元模型修正[D]. 王建華.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[2]鋁蜂窩夾層板的力學性能等效模型研究[D]. 趙金森.南京航空航天大學 2006
本文編號：3057116
【文章來源】：南昌航空大學江西省
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
國產C919大型客機
良的隔吸聲減振性能，而輕質夾層板結構憑借其高強度、高剛度等到廣泛引用。夾層板結構是一種混雜復合夾層結構，該類結構的基上下兩塊薄而強的面板和填充在其中與面板牢固連接的輕質芯材板結構多被用于航空器上，像飛機的艙門、起落架門、垂尾和水平，由于夾層板結構具有一定的密封性能，也被應用在飛機的隔墻、艙李艙等結構中，并且無人機的機身和機翼中等承力部件上也有應用現(xiàn)代建筑上廣泛應用的隔墻板是由鋼架連接的石膏板或水泥板構板就是典型的夾層板結構。多種類的夾層板結構中，最為典型的當屬蜂窩夾層結構。蜂窩夾層問世以來，就得到人們的重視，憑借其獨特的優(yōu)勢，比如，高強度，質量輕，隔熱隔聲，吸聲降噪[14-16]等，一直是人們的研究熱點結構的應用領域也相當廣泛。傳統(tǒng)蜂窩結構是正六邊形蜂窩芯的蜂 1.2 所示），六邊形蜂窩結構的設計靈感來源于蜜蜂蜂巢，相比其的夾層板結構，六邊形蜂窩結構材料較少，制造技術較為成熟，并
61.3.2 微穿孔板結構研究現(xiàn)狀微穿孔板吸聲結構（如圖1.4所示）最早由馬大猷院士提出，指在薄板上按一定排列方式開很多直徑在1mm以下的微小孔，薄板上的微孔與背后有一定厚度的空腔形成Helmholtz共振腔結構，該結構具有良好的中低頻吸聲降噪性能。圖 1.4 微穿孔板結構圖對于微穿孔板結構的研究，馬大猷院士[44-46]最早基于聲電類比理論推導了穿孔板結構的聲阻抗，以求得吸聲系數(shù)理論計算公式。在馬大猷院士的研究成果上，國內學者對穿孔板結構進行了進一步的深入研究。王占學[47]提出了將微穿孔板消聲器結構應用到飛機APU排氣管中，大大提高了排氣消聲器的吸聲降噪性能。張曉杰[48]基于聲電類比法計算了多層微穿孔板的吸聲系數(shù)，并應用遺傳算法對多層板后空腔厚度進行優(yōu)化
【參考文獻】：
期刊論文
[1]具有并聯(lián)不等深度子背腔序列的微穿孔板吸聲體吸聲特性[J]. 閔鶴群,郭文成. 東南大學學報(自然科學版). 2017(01)
[2]復合材料蜂窩夾層結構在飛機中的應用[J]. 柳敏靜,武湛君. 科技導報. 2016(08)
[3]基于等效理論的蜂窩夾層板強度等效分析[J]. 季寶鋒,陳東良,孫艷杰,王世勛,陳英偉. 宇航材料工藝. 2015(02)
[4]蜂窩芯層等效參數(shù)研究綜述[J]. 富明慧,徐歐騰,陳譽. 材料導報. 2015(05)
[5]一種新型微穿孔板吸聲特性研究[J]. 吳元軍,趙曉丹. 環(huán)境科學與技術. 2013(10)
[6]考慮膠層的蜂窩夾層復合材料動態(tài)特性[J]. 姜東,江智遠,費慶國,韓曉林. 東南大學學報(自然科學版). 2013(05)
[7]微穿孔板—蜂窩夾芯復合結構的隔聲性能[J]. 楊軍偉,蔡俊,邵驄. 噪聲與振動控制. 2013(04)
[8]蜂窩層芯夾層板結構振動與傳聲特性研究[J]. 任樹偉,辛鋒先,盧天健. 力學學報. 2013(03)
[9]蜂窩夾層板力學等效方法對比研究[J]. 李賢冰,溫激鴻,郁殿龍,溫熙森. 玻璃鋼/復合材料. 2012(S1)
[10]鎂合金蜂窩板隔聲性能分析[J]. 谷秀娥,權高峰,石琳. 噪聲與振動控制. 2011(04)
博士論文
[1]蜂窩夾層結構復合材料的聲振特性研究[D]. 王盛春.重慶大學 2011
碩士論文
[1]基于優(yōu)化的蜂窩板有限元模型修正[D]. 王建華.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[2]鋁蜂窩夾層板的力學性能等效模型研究[D]. 趙金森.南京航空航天大學 2006
本文編號：3057116
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