复合夹层筋板结构声振特性分析及抑制研究
发布时间：2021-06-07 08:45
板类结构是高速列车、飞机和舰船等运载设备的主要组成部分,由于运载设备应用背景的多样性,其在运行过程中常处于复杂的高低温交变、结构振动和流致噪声环境中,当热载荷引起的热应力达到一定值时会使得结构发生热屈曲,强烈的振动会加剧舱内的声源直达噪声,外部流动流体的作用会与结构产生气动弹性耦合效应,这些都将对运载设备的安全性和舱内振动噪声抑制造成不利的影响。因此对板类结构在复杂外部环境作用下的声振特性进行研究,实现结构宽频声振抑制,使其具有轻质、隔热、低振动和高隔声性能对提升运载设备的安全性和舒适性具有重要的意义。本文针对这一问题对复合夹层筋板结构在外部流场和热载荷作用下的声振耦合特性进行了研究,分别从夹层板理论模型、热源环境、外部均匀流体、材料分布类型和宽频被动抑振控制等方面对结构的声辐射响应和隔声特性影响进行理论和实验分析。具体研究内容为:基于经典夹层板理论,将热应力引入到夹层结构的热弹性本构方程中,考虑了有热源和无热源两种情况下的线性温度场,使用双三角级数解的形式求解了热载荷作用下夹层板的横向振动位移,基于辐射单元法并考虑了耦合辐射阻抗的影响,通过对Rayleigh积分方程的求解给出了夹层板...
【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】：185 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
夹层板壳和加筋板壳在运载设备中的应用[43]
度的纤维复合材料制作时可以获得如图 1-3 所示中虚线表示的预期比于传统的金属材料和泡沫夹层结构，复合点阵夹芯结构具有更优更轻的质量，而在结构设计性方面，点阵夹芯内部的连接贯穿空间、预埋各种器件、储油和配置电池等功能化要求[7-8]，使其在具备优同时，还能兼具功能设计性，因此点阵夹芯结构被认为当前国际上型轻质超强韧结构。但是，在进行复合点阵夹芯结构设计时，不同材料组成的复合材料性能具有较大的差异性，将新型复合材料应用芯结构中虽然可以对结构进行轻量化和多动能一体化设计，但新型构振动声学响应上会出现哪些新的变化，如何对出现的新变化进行改进都需要进一步研究。
图 1-3 不同材料的密度与强度关系图[6]Fig.1-3 Density and Strength Characteristics of Different Materials[6]为运载设备舱体结构的重要组成部分，对板类结构在复杂环境条件下计算是运载工具早期设计阶段舱内噪声水平预估以及结构轻量化设计重要环节。为此，本文以复合点阵夹层筋板结构为研究对象，研究其
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于梯度化因子功能梯度点阵夹层结构优化设计[J]. 朱凌雪,王同银,朱晓磊. 振动与冲击. 2018(23)
[2]碳纳米管增强功能梯度复合材料薄板建模与分析[J]. 薛婷,秦现生,张顺琦,李鹏程,张书扬. 机械工程学报. 2018(16)
[3]碳纳米管增强型复合材料功能梯度板的自由振动模型与尺度效应[J]. 贺丹,门亮. 计算力学学报. 2018(03)
[4]宽频带多重动力吸振器薄壁件铣削振动控制[J]. 王民,刘宇男,昝涛,高相胜,张彦琳. 振动与冲击. 2018(10)
[5]一种环布动力吸振器的圆柱壳声振控制设计[J]. 谢宇晗,尹剑飞,温激鸿. 噪声与振动控制. 2018(S1)
[6]板结构振动与噪声抑制研究综述[J]. 宋玉宝,温激鸿,郁殿龙,沈惠杰. 机械工程学报. 2018(15)
[7]功能梯度点阵夹层结构抗爆性能数值仿真研究[J]. 王同银,刘杨,李刚,陆晓峰,朱晓磊. 振动与冲击. 2018(03)
[8]碳纳米管增强型功能梯度板的屈曲预测[J]. 贺丹,乔瑞,杨子豪. 复合材料学报. 2018(10)
[9]功能梯度形状记忆合金材料的热力学行为[J]. 刘兵飞,王庆菲,胡世龙,周蕊. 南京航空航天大学学报. 2017(S1)
[10]悬臂梁式动力吸振器多频减振研究[J]. 周荣亚. 噪声与振动控制. 2017(04)
博士论文
[1]弹性圆柱壳结构自由振动分析的辛方法[D]. 仝真真.大连理工大学 2017
[2]TiB2/Ti功能梯度材料装甲结构的设计与优化研究[D]. 刘国玺.西北工业大学 2016
[3]曲型加筋板、壳结构的建模方法与分析研究[D]. 石鹏.北京理工大学 2015
[4]复合材料点阵结构吸能特性和抗低速冲击性能研究[D]. 张国旗.哈尔滨工业大学 2014
[5]轻质材料层合板的非线性动力学理论分析与实验研究[D]. 陈建恩.北京工业大学 2013
[6]先进复合材料板结构的非线性力学行为与动力特性[D]. 王祯鑫.上海交通大学 2012
硕士论文
[1]金字塔型点阵夹芯结构振动声传输特性研究与实验验证[D]. 袁志明.哈尔滨工业大学 2017
[2]周期点阵夹芯板减振隔声性能的实验研究与数值分析[D]. 王凌一.北京交通大学 2017
[3]功能梯度碳纳米管增强复合材料板的弹性动力学分析与仿真[D]. 肖丽娜.上海海洋大学 2017
[4]湿—热—力载荷作用下的功能梯度板的分析[D]. 马雨婷.沈阳航空航天大学 2017
[5]微细观碳纳米管增强型功能梯度板的弯曲及振动分析[D]. 门亮.沈阳航空航天大学 2017
[6]复合材料夹芯结构振动和传声特性研究[D]. 原慜.大连理工大学 2016
[7]功能梯度材料板壳结构声振特性分析[D]. 张玲.华中科技大学 2016
[8]碳纳米管增强复合材料圆锥薄壳非线性振动分析[D]. 彭一倜.长沙理工大学 2016
[9]基于禁带特性的周期点阵夹芯板减振隔声性能研究与芯体设计[D]. 吴俊男.北京交通大学 2015
[10]功能梯度压电纳米梁的线性振动与屈曲分析[D]. 寇文彬.北京交通大学 2014
本文编号：3216264
【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】：185 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
夹层板壳和加筋板壳在运载设备中的应用[43]
度的纤维复合材料制作时可以获得如图 1-3 所示中虚线表示的预期比于传统的金属材料和泡沫夹层结构，复合点阵夹芯结构具有更优更轻的质量，而在结构设计性方面，点阵夹芯内部的连接贯穿空间、预埋各种器件、储油和配置电池等功能化要求[7-8]，使其在具备优同时，还能兼具功能设计性，因此点阵夹芯结构被认为当前国际上型轻质超强韧结构。但是，在进行复合点阵夹芯结构设计时，不同材料组成的复合材料性能具有较大的差异性，将新型复合材料应用芯结构中虽然可以对结构进行轻量化和多动能一体化设计，但新型构振动声学响应上会出现哪些新的变化，如何对出现的新变化进行改进都需要进一步研究。
图 1-3 不同材料的密度与强度关系图[6]Fig.1-3 Density and Strength Characteristics of Different Materials[6]为运载设备舱体结构的重要组成部分，对板类结构在复杂环境条件下计算是运载工具早期设计阶段舱内噪声水平预估以及结构轻量化设计重要环节。为此，本文以复合点阵夹层筋板结构为研究对象，研究其
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于梯度化因子功能梯度点阵夹层结构优化设计[J]. 朱凌雪,王同银,朱晓磊. 振动与冲击. 2018(23)
[2]碳纳米管增强功能梯度复合材料薄板建模与分析[J]. 薛婷,秦现生,张顺琦,李鹏程,张书扬. 机械工程学报. 2018(16)
[3]碳纳米管增强型复合材料功能梯度板的自由振动模型与尺度效应[J]. 贺丹,门亮. 计算力学学报. 2018(03)
[4]宽频带多重动力吸振器薄壁件铣削振动控制[J]. 王民,刘宇男,昝涛,高相胜,张彦琳. 振动与冲击. 2018(10)
[5]一种环布动力吸振器的圆柱壳声振控制设计[J]. 谢宇晗,尹剑飞,温激鸿. 噪声与振动控制. 2018(S1)
[6]板结构振动与噪声抑制研究综述[J]. 宋玉宝,温激鸿,郁殿龙,沈惠杰. 机械工程学报. 2018(15)
[7]功能梯度点阵夹层结构抗爆性能数值仿真研究[J]. 王同银,刘杨,李刚,陆晓峰,朱晓磊. 振动与冲击. 2018(03)
[8]碳纳米管增强型功能梯度板的屈曲预测[J]. 贺丹,乔瑞,杨子豪. 复合材料学报. 2018(10)
[9]功能梯度形状记忆合金材料的热力学行为[J]. 刘兵飞,王庆菲,胡世龙,周蕊. 南京航空航天大学学报. 2017(S1)
[10]悬臂梁式动力吸振器多频减振研究[J]. 周荣亚. 噪声与振动控制. 2017(04)
博士论文
[1]弹性圆柱壳结构自由振动分析的辛方法[D]. 仝真真.大连理工大学 2017
[2]TiB2/Ti功能梯度材料装甲结构的设计与优化研究[D]. 刘国玺.西北工业大学 2016
[3]曲型加筋板、壳结构的建模方法与分析研究[D]. 石鹏.北京理工大学 2015
[4]复合材料点阵结构吸能特性和抗低速冲击性能研究[D]. 张国旗.哈尔滨工业大学 2014
[5]轻质材料层合板的非线性动力学理论分析与实验研究[D]. 陈建恩.北京工业大学 2013
[6]先进复合材料板结构的非线性力学行为与动力特性[D]. 王祯鑫.上海交通大学 2012
硕士论文
[1]金字塔型点阵夹芯结构振动声传输特性研究与实验验证[D]. 袁志明.哈尔滨工业大学 2017
[2]周期点阵夹芯板减振隔声性能的实验研究与数值分析[D]. 王凌一.北京交通大学 2017
[3]功能梯度碳纳米管增强复合材料板的弹性动力学分析与仿真[D]. 肖丽娜.上海海洋大学 2017
[4]湿—热—力载荷作用下的功能梯度板的分析[D]. 马雨婷.沈阳航空航天大学 2017
[5]微细观碳纳米管增强型功能梯度板的弯曲及振动分析[D]. 门亮.沈阳航空航天大学 2017
[6]复合材料夹芯结构振动和传声特性研究[D]. 原慜.大连理工大学 2016
[7]功能梯度材料板壳结构声振特性分析[D]. 张玲.华中科技大学 2016
[8]碳纳米管增强复合材料圆锥薄壳非线性振动分析[D]. 彭一倜.长沙理工大学 2016
[9]基于禁带特性的周期点阵夹芯板减振隔声性能研究与芯体设计[D]. 吴俊男.北京交通大学 2015
[10]功能梯度压电纳米梁的线性振动与屈曲分析[D]. 寇文彬.北京交通大学 2014
本文编号：3216264
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