碳纤维铝蜂窝夹芯复合结构隔声性能研究

发布时间：2021-06-05 21:42

　　铝蜂窝夹芯复合结构在航空工业、高速列车及汽车车体中得到越来越多的应用,其隔声性能对车内及机舱噪声有重要影响。建立了碳纤维铝蜂窝夹芯复合结构有限单元模型,用有限单元法计算了结构在声载荷激励下的响应,并计算分析了复合结构的隔声性能,分析了碳纤维复合面板厚度、面板层数、铺设角度、铝蜂窝芯层的厚度、铝蜂窝壁厚对隔声性能的影响。研究结果表明,面板采用碳纤维复合结构时,在小于1 000 Hz的低频段,相同面板厚度的铝蜂窝复合结构隔声性能比全铝合金材料的铝蜂窝夹芯复合结构有所降低,而且在高频段会出现隔声量更低的隔声低谷;相较于铝合金面板,复合结构的面板采用碳纤维复合材料时,能够实现整体结构轻量化也提高复合结构的隔声性能;各层之间按相对90°铺设时复合结构隔声性能最好;随着面板厚度的增加复合结构隔声性能增加,面板层总厚度不变的情况下,单层面板或者过多的层数都会使复合结构隔声性能降低。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

声压云图

两个方案在透射面上的响应声功率级如图5所示,图5表明,两个方案在透射面的声功率级总体趋势大致相似,在1 00～1 000 Hz的中低频段,方案A1透射面的声功率级要大于方案A2,A1方案面板密度小于A2方案面板密度,声波更容易透过结构,说明在这个频段内面板使用碳纤维材料时另一侧会有更大的透射声波,这表明其隔声性能要略差于面板使用铝合金的方案,这与透射面声压云图得到的结论一致。3.2 复合结构隔声性能

方案A1、A2的隔声量曲线如图6所示,图6中横轴为1/3倍频程频率,纵轴为隔声量。图6表明,总体上两个方案隔声量均是从低频到高频逐渐升高,在大多数频率,面板使用碳纤维复合结构时的隔声量低于面板为金属铝时的隔声量。在100～1 000 Hz的中低频频率段,面板为碳纤维复合结构时隔声量均小于面板为金属铝的隔声量。两组方案均在500 Hz时出现第一个隔声低谷,此时隔声低谷频率与结构的第一阶固有频率基本相同,即结构的第一阶模态频率就是第一个隔声低谷。频率为1 600 Hz时,面板使用碳纤维复合结构情况的隔声量出现了较低的隔声低谷。为了更直观的评价两种方案的隔声性能,采用计权隔声量对两组方案进行评价,A1方案的计权隔声量为28.4 dB,A2方案的计权隔声量为31.9 dB,因此A2方案隔声性能相对较好。

【参考文献】：
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本文编号：3212968