轻质闭孔面心立方夹芯结构声学特性研究

发布时间：2020-12-05 07:37

　　轻质结构被广泛应用于高铁、大型运输机、舰船以及潜艇等设备,其承载、振动及声学等性能对内部人员舒适性、设备的正常运行以及结构本身的可靠性都至关重要。前人已对轻质结构声学性能进行了大量的研究并取得了丰硕的成果,但对集承载性能及声学等动力学性能于一体的轻质结构的多功能研究相对较少,且隔声问题一直是困扰研究者的一大难题,而这一问题在实际应用中至关重要。本文基于多功能一体化的设计理念,结合前人对轻质结构声学性能的研究工作,开展轻质八面体夹芯结构设计以及声学性能的研究,为轻质夹芯板的工程应用提供指导,本文的主要工作研究包含下列内容:针对夹芯结构隔声问题设计出新型面心立方夹芯结构,制备了试验件,并对新结构的隔声问题进行了试验和数值研究。目前研究者们的试验研究存在很大的误差且结果不稳定。通过分析误差原因,本文的驻波管声学试验研究达到了测试误差较小试验结果稳定性较好的效果。同时,运用流-固耦合数值模型研究了边界条件、几何参数、母材模量、声波入射角对面心立方夹芯结构声学性能的影响。此外,还与文献中波纹板的传声损失进行比较。研究结果表明,面心立方夹芯结构相对于波纹板具有优越的声学性能;母材参数的研究给出对应... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

四边简支的双板结构的声学问题[23]

图1-2蜂窝夹芯结构等效模型[25]采用均一化方法分析结构的声学特性会忽略很多因素，尤其是在高频阶段。除了均一化方法，还有一种精确的建模方法受到了人们的关注——空间谐波展开法。该方法由Mead[27]在20世纪60年代提出，用来分析周期约束结构中波的传播问题。起初研究对象是受到周期弹簧约束的梁结构。之后，Lee[28]将Mead的模型拓展至加筋板结构，加筋等效成离散的质量块和弹簧结构，用二维模型描述的问题与Mead研究的相似。根据约束，将板的挠曲线用谐波形式表示，两侧声波的势函数也类似。因为周期约束的存在，板中的波的波数为一系列离散的值。流体-固体耦合边界条件实际是界面处的法向速度相等。然后，运用虚功原理，可以得到板振动的动力学方程，进而能够推导出由板的模态幅值表示的传声损失。Hull[29]运用同样的方法分析了涂有声学涂料的加筋板结构的传声性能。

三种变形模式：整体弯曲，剪切变形和面板弯曲。其隔声性能曲线由低频到高频大致可分为四个区间，分别由结构刚度控制、共振特性控制、质量控制和吻合共振控制(如图1-3所示)。在基频之前，板的刚度是决定传声损失(STL)的主要参数；在基频大致到两倍基频的范围内，结构的振动特性决定其隔声性能，共振频率附近，隔声性能将大幅降低，在曲线上形成波谷；之后，结构的质量开始成为主导


本文编号：2899124