彈性約束邊界蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)振動(dòng)與聲學(xué)特性研究
發(fā)布時(shí)間:2022-10-30 20:38
蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,其振動(dòng)和噪聲特性的研究長(zhǎng)期受到人們的關(guān)注,但現(xiàn)有的研究主要限于幾種簡(jiǎn)單的邊界約束條件,比如簡(jiǎn)支、固支等。實(shí)際結(jié)構(gòu)的約束條件往往不屬于簡(jiǎn)單邊界條件,而且約束邊界條件是影響蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)振動(dòng)、聲輻射、傳聲特性等的重要因素,在結(jié)構(gòu)振動(dòng)與噪聲控制中起著關(guān)鍵性的作用,因此通過(guò)研究彈性約束邊界下蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和聲學(xué)特性來(lái)系統(tǒng)分析約束邊界的影響機(jī)理和規(guī)律具有重要的理論價(jià)值和工程意義。本文圍繞彈性約束邊界條件下蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和聲學(xué)特性開(kāi)展了一系列理論建模以及數(shù)值模擬工作,具體內(nèi)容如下:(1)首先,為了得到蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)振動(dòng)和聲學(xué)特性的理論模型,基于均勻化等效思路對(duì)蜂窩芯層進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。通過(guò)比較三種蜂窩夾層板等效理論:三明治夾芯板理論、蜂窩板理論和等效板理論,系統(tǒng)分析了蜂窩夾芯層的變形特點(diǎn)以及各理論與有限元分析的誤差,為后文開(kāi)展蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和聲學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)。(2)基于二維改進(jìn)傅立葉級(jí)數(shù)方法建立了彈性約束邊界蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)理論模型。該理論模型可同時(shí)考慮面內(nèi)、橫向及扭轉(zhuǎn)五個(gè)方向的變形,五個(gè)方向位移分量(兩個(gè)面內(nèi)位移,一個(gè)橫向位移,兩個(gè)扭轉(zhuǎn)位移)都...
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 夾層板結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析研究概況
1.2.2 夾層板聲輻射特性研究概況
1.2.3 夾層板傳聲特性研究概況
1.3 本文研究主要內(nèi)容
第二章 蜂窩夾層板理論的等效彈性參數(shù)分析對(duì)比
2.1 引言
2.2 蜂窩夾芯板層芯等效彈性參數(shù)計(jì)算
2.2.1 蜂窩層芯面內(nèi)彈性模量的理論計(jì)算
2.2.2 蜂窩層芯橫向剪切模量的理論計(jì)算
2.2.3 橫向彈性模量與等效材料密度的理論計(jì)算
2.3 蜂窩夾層板等效理論
2.3.1 三明治夾芯板理論
2.3.2 蜂窩板理論
2.3.3 等效板理論
2.4 等效模型對(duì)比計(jì)算算列
2.4.1 等效模型材料參數(shù)的計(jì)算
2.4.2 橫向位移計(jì)算結(jié)果對(duì)比
2.4.3 應(yīng)力計(jì)算結(jié)果對(duì)比
2.4.4 模態(tài)頻率計(jì)算結(jié)果對(duì)比
2.5 小結(jié)
第三章 彈性約束邊界條件蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)特性研究
3.1 引言
3.2 理論模型
3.2.1 蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)模型描述
3.2.2 蜂窩夾芯板彈性約束邊界條件
3.2.3 蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)振動(dòng)位移傅立葉級(jí)數(shù)表示
3.2.4 基于能量原理的瑞利—里茨法求解
3.3 數(shù)值結(jié)果與分析
3.3.1 經(jīng)典邊界條件
3.3.2 彈性約束邊界條件
3.4 蜂窩夾芯板設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)固有頻率的影響分析
3.4.1 蜂窩夾芯板面層與層芯厚度比的影響
3.4.2 蜂窩夾芯板層芯排布位置方式的影響
3.4.3 蜂窩夾芯板拉伸、彎曲剛度耦合的影響
3.5 小結(jié)
第四章 彈性約束邊界蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)受迫振動(dòng)響應(yīng)與聲輻射特性
4.1 引言
4.2 理論推導(dǎo)
4.2.1 彈性約束邊界蜂窩夾芯板模型描述
4.2.2 聲波作用下蜂窩夾芯板振動(dòng)能量描述及求解
4.2.3 彈性約束邊界蜂窩夾芯板聲輻射模型
4.3 數(shù)值結(jié)果與分析
4.3.1 仿真驗(yàn)證
4.3.2 彈性約束邊界剛度的聲輻射影響分析
4.4 小結(jié)
第五章 蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)傳聲性能分析
5.1 引言
5.2 基于Virtual.Lab Acoustics聲學(xué)仿真計(jì)算
5.2.1 模型的建立
5.2.2 場(chǎng)點(diǎn)聲功率及傳聲損失計(jì)算
5.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)傳聲損失研究
5.3.1 面板厚度對(duì)傳聲損失影響
5.3.2 面板密度對(duì)傳聲損失影響
5.3.3 層芯厚度對(duì)傳聲損失影響
5.3.4 層芯壁厚對(duì)傳聲損失影響
5.3.5 面板面內(nèi)尺寸對(duì)傳聲損失影響
5.4 邊界條件對(duì)傳聲損失影響
5.4.1 經(jīng)典邊界條件下傳聲損失影響
5.4.2 彈性約束剛度對(duì)蜂窩板傳聲損失影響
5.5 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)校期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
附錄A
附錄B
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Virtual.Lab Acoustics的蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)傳聲特性分析[J]. 范鑫,崔洪宇,洪明. 噪聲與振動(dòng)控制. 2017(04)
[2]基于高階變形理論的夾層板的彎曲與振動(dòng)[J]. 李明成,郝加瓊,鄧宗白. 固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]任意邊界條件非局部彈性桿縱振特性分析[J]. 杜敬濤,許得水,呂朋,劉志剛. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2016(05)
[4]四邊形蜂窩夾層板聲學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 朱成雷,王毅娜. 艦船電子工程. 2014(05)
[5]蜂窩層芯夾層板結(jié)構(gòu)振動(dòng)與傳聲特性研究[J]. 任樹(shù)偉,辛鋒先,盧天健. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]蜂窩夾層板封閉聲腔的結(jié)構(gòu)-聲耦合特性分析[J]. 王盛春,鄧兆祥,王攀,曹友強(qiáng). 中國(guó)機(jī)械工程. 2012(22)
[7]實(shí)驗(yàn)測(cè)量聲輻射模態(tài)[J]. 毛崎波,皮耶奇克S. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2012(03)
[8]蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)等效模型比較分析[J]. 張鐵亮,丁運(yùn)亮,金海波. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2011(03)
[9]輕質(zhì)夾層材料的制備和振動(dòng)聲學(xué)性能[J]. 辛鋒先,張錢(qián)城,盧天健. 力學(xué)進(jìn)展. 2010(04)
[10]V-型皺褶夾芯板與隔聲性能實(shí)驗(yàn)[J]. 王志瑾,徐慶華. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2006(01)
本文編號(hào):3699442
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 夾層板結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析研究概況
1.2.2 夾層板聲輻射特性研究概況
1.2.3 夾層板傳聲特性研究概況
1.3 本文研究主要內(nèi)容
第二章 蜂窩夾層板理論的等效彈性參數(shù)分析對(duì)比
2.1 引言
2.2 蜂窩夾芯板層芯等效彈性參數(shù)計(jì)算
2.2.1 蜂窩層芯面內(nèi)彈性模量的理論計(jì)算
2.2.2 蜂窩層芯橫向剪切模量的理論計(jì)算
2.2.3 橫向彈性模量與等效材料密度的理論計(jì)算
2.3 蜂窩夾層板等效理論
2.3.1 三明治夾芯板理論
2.3.2 蜂窩板理論
2.3.3 等效板理論
2.4 等效模型對(duì)比計(jì)算算列
2.4.1 等效模型材料參數(shù)的計(jì)算
2.4.2 橫向位移計(jì)算結(jié)果對(duì)比
2.4.3 應(yīng)力計(jì)算結(jié)果對(duì)比
2.4.4 模態(tài)頻率計(jì)算結(jié)果對(duì)比
2.5 小結(jié)
第三章 彈性約束邊界條件蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)特性研究
3.1 引言
3.2 理論模型
3.2.1 蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)模型描述
3.2.2 蜂窩夾芯板彈性約束邊界條件
3.2.3 蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)振動(dòng)位移傅立葉級(jí)數(shù)表示
3.2.4 基于能量原理的瑞利—里茨法求解
3.3 數(shù)值結(jié)果與分析
3.3.1 經(jīng)典邊界條件
3.3.2 彈性約束邊界條件
3.4 蜂窩夾芯板設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)固有頻率的影響分析
3.4.1 蜂窩夾芯板面層與層芯厚度比的影響
3.4.2 蜂窩夾芯板層芯排布位置方式的影響
3.4.3 蜂窩夾芯板拉伸、彎曲剛度耦合的影響
3.5 小結(jié)
第四章 彈性約束邊界蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)受迫振動(dòng)響應(yīng)與聲輻射特性
4.1 引言
4.2 理論推導(dǎo)
4.2.1 彈性約束邊界蜂窩夾芯板模型描述
4.2.2 聲波作用下蜂窩夾芯板振動(dòng)能量描述及求解
4.2.3 彈性約束邊界蜂窩夾芯板聲輻射模型
4.3 數(shù)值結(jié)果與分析
4.3.1 仿真驗(yàn)證
4.3.2 彈性約束邊界剛度的聲輻射影響分析
4.4 小結(jié)
第五章 蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)傳聲性能分析
5.1 引言
5.2 基于Virtual.Lab Acoustics聲學(xué)仿真計(jì)算
5.2.1 模型的建立
5.2.2 場(chǎng)點(diǎn)聲功率及傳聲損失計(jì)算
5.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)傳聲損失研究
5.3.1 面板厚度對(duì)傳聲損失影響
5.3.2 面板密度對(duì)傳聲損失影響
5.3.3 層芯厚度對(duì)傳聲損失影響
5.3.4 層芯壁厚對(duì)傳聲損失影響
5.3.5 面板面內(nèi)尺寸對(duì)傳聲損失影響
5.4 邊界條件對(duì)傳聲損失影響
5.4.1 經(jīng)典邊界條件下傳聲損失影響
5.4.2 彈性約束剛度對(duì)蜂窩板傳聲損失影響
5.5 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)校期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
附錄A
附錄B
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Virtual.Lab Acoustics的蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)傳聲特性分析[J]. 范鑫,崔洪宇,洪明. 噪聲與振動(dòng)控制. 2017(04)
[2]基于高階變形理論的夾層板的彎曲與振動(dòng)[J]. 李明成,郝加瓊,鄧宗白. 固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]任意邊界條件非局部彈性桿縱振特性分析[J]. 杜敬濤,許得水,呂朋,劉志剛. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2016(05)
[4]四邊形蜂窩夾層板聲學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 朱成雷,王毅娜. 艦船電子工程. 2014(05)
[5]蜂窩層芯夾層板結(jié)構(gòu)振動(dòng)與傳聲特性研究[J]. 任樹(shù)偉,辛鋒先,盧天健. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]蜂窩夾層板封閉聲腔的結(jié)構(gòu)-聲耦合特性分析[J]. 王盛春,鄧兆祥,王攀,曹友強(qiáng). 中國(guó)機(jī)械工程. 2012(22)
[7]實(shí)驗(yàn)測(cè)量聲輻射模態(tài)[J]. 毛崎波,皮耶奇克S. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2012(03)
[8]蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)等效模型比較分析[J]. 張鐵亮,丁運(yùn)亮,金海波. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2011(03)
[9]輕質(zhì)夾層材料的制備和振動(dòng)聲學(xué)性能[J]. 辛鋒先,張錢(qián)城,盧天健. 力學(xué)進(jìn)展. 2010(04)
[10]V-型皺褶夾芯板與隔聲性能實(shí)驗(yàn)[J]. 王志瑾,徐慶華. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2006(01)
本文編號(hào):3699442
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