發(fā)布時間：2017-09-04 14:48

  本文關(guān)鍵詞：蜂窩夾層板隔聲特性研究與低噪聲結(jié)構(gòu)設(shè)計

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【摘要】：蜂窩復(fù)合材料因其具有優(yōu)異的隔聲特性,既可用作承載件,也可用作隔聲隔熱件,而被廣泛應(yīng)用于航空、航天等領(lǐng)域。蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化會對其整體力學(xué)和隔聲性能造成不同程度的影響,因此分析研究其力學(xué)、聲學(xué)性能有著重要的實際意義。本文針對蜂窩夾層板的固有頻率、隔聲性能和基于力輻射模態(tài)的低噪聲結(jié)構(gòu)設(shè)計展開了研究。首先,通過建立夾層板的固有頻率理論模型,分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對其固有頻率的影響。采用Reddy較高階剪切變形理論結(jié)合有限元法建立了夾層板固有頻率理論模型,運用數(shù)值模擬計算了夾層板前幾階固有頻率,并驗證了理論模型的準(zhǔn)確性,同時著重分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對其固有頻率的影響。其次,通過理論建模分析研究了夾層板結(jié)構(gòu)參數(shù)對其傳聲損失的影響。考慮簡諧聲波垂直入射,基于波傳遞理論和傳遞矩陣,引入蜂窩特性阻抗建立了蜂窩夾層板傳聲理論模型。通過對傳聲理論模型的準(zhǔn)確性分析,研究了夾層板的面板厚度、芯層厚度、等效楊氏模量等結(jié)構(gòu)參數(shù)對其傳聲損失的影響。由數(shù)值分析可知:與傳統(tǒng)的理論模型相比,本文提出的理論模型相對較為簡單,而且由結(jié)果分析可知,夾芯層厚度、面板厚度和面板密度對夾層板的傳聲損失影響較大。最后,利用力輻射模態(tài)計算得到蜂窩夾層結(jié)構(gòu)傳聲損失的理論公式,同時基于力輻射模態(tài)對蜂窩梁進(jìn)行低噪聲結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過聲輻射模態(tài),引申推導(dǎo)出力輻射模態(tài)�；诹椛淠B(tài),依據(jù)輻射聲功率與外激勵之間的關(guān)系,建立了結(jié)構(gòu)輻射聲功率與力輻射模態(tài)之間關(guān)系。通過調(diào)整蜂窩芯位置,使其位于力輻射模態(tài)節(jié)點或附近位置,可設(shè)計出一種低噪聲蜂窩夾層結(jié)構(gòu),并利用輻射聲功率計算蜂窩結(jié)構(gòu)的傳聲損失。研究結(jié)果表明:當(dāng)蜂窩芯位于力輻射模態(tài)節(jié)點上或節(jié)點附近時,可使結(jié)構(gòu)輻射聲功率最小;基于力輻射模態(tài)可計算蜂窩夾層板的傳聲損失,且有較高的計算精度;通過力輻射模態(tài)概念,只需改變蜂窩芯的位置,即可設(shè)計出隔聲性能較高的蜂窩夾層結(jié)構(gòu),從而達(dá)到蜂窩結(jié)構(gòu)低噪聲設(shè)計的目的。
【關(guān)鍵詞】：蜂窩夾層結(jié)構(gòu) 固有頻率 傳聲損失 力輻射模態(tài) 低噪聲設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V214.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 課題研究的背景和意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展10-14
• 1.2.1 蜂窩夾層板固有頻率分析研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 蜂窩夾層板隔聲性能分析研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 聲輻射模態(tài)和力輻射模態(tài)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 第二章 蜂窩夾層板固有頻率分析15-33
• 2.1 引言15
• 2.2 夾層板等效力學(xué)模型15-18
• 2.2.1 等效板理論16
• 2.2.2 三明治夾芯板理論16-17
• 2.2.3 蜂窩板理論17-18
• 2.3 夾層板固有頻率的計算18-24
• 2.3.1 位移場18-19
• 2.3.2 應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系19-20
• 2.3.3 有限元法20-23
• 2.3.4 邊界條件23-24
• 2.3.5 結(jié)構(gòu)固有頻率的計算24
• 2.4 數(shù)值模擬與分析24-32
• 2.4.1 精確性對比24-26
• 2.4.2 夾芯層厚度對固有頻率的影響26-27
• 2.4.3 面板厚度對固有頻率的影響27-28
• 2.4.4 面板-夾芯板厚度比對固有頻率的影響28
• 2.4.5 夾芯層楊氏模量對固有頻率的影響28-29
• 2.4.6 面板楊氏模量對固有頻率的影響29-30
• 2.4.7 芯格參數(shù)對固有頻率的影響30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 蜂窩夾層結(jié)構(gòu)隔聲特性研究33-48
• 3.1 引言33
• 3.2 聲波的傳遞原理33-38
• 3.2.1 聲學(xué)邊界條件33-35
• 3.2.2 平面聲波的反射和透射35-36
• 3.2.3 聲波通過中間層的反射和透射36-38
• 3.3 蜂窩夾層板的傳聲損失理論模型38-41
• 3.4 傳聲損失的比較41-42
• 3.5 結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳聲損失的影響42-47
• 3.5.1 夾芯層厚度對傳聲損失的影響42-43
• 3.5.2 面板厚度對傳聲損失的影響43-44
• 3.5.3 夾芯層等效密度對傳聲損失的影響44
• 3.5.4 面板密度對傳聲損失的影響44-45
• 3.5.5 等效楊氏模量對傳聲損失的影響45-46
• 3.5.6 阻尼損耗因子對傳聲損失的影響46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 基于力輻射模態(tài)的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)低噪聲設(shè)計48-64
• 4.1 引言48
• 4.2 傳聲損失的計算與低噪聲結(jié)構(gòu)設(shè)計48-56
• 4.2.1 聲輻射模態(tài)49-52
• 4.2.2 力輻射模態(tài)52-53
• 4.2.3 振動結(jié)構(gòu)表面速度的計算53-54
• 4.2.4 基于力輻射模態(tài)計算夾層板傳聲損失54-55
• 4.2.5 低噪聲結(jié)構(gòu)設(shè)計55-56
• 4.3 數(shù)值模擬與分析56-63
• 4.3.1 基本假設(shè)56-57
• 4.3.2 計算力輻射模態(tài)的節(jié)點57-58
• 4.3.3 計算輻射梁的輻射聲功率58-59
• 4.3.4 低噪聲結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算59-61
• 4.3.5 基于力輻射模態(tài)計算夾層板的傳聲損失61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第五章 結(jié)論與展望64-66
• 5.1 結(jié)論64-65
• 5.2 不足之處與展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明70-71
• 致謝71-72

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