碳纤维复合材料隔声特性分析与优化

发布时间：2023-12-04 18:34

　　安全、节能、环保已经成为当前汽车制造业的发展主题,而对节能减排有着立竿见影效果的轻量化则成为了现代汽车设计的主流趋势之一。在各种可用于车辆结构的材料中,碳纤维复合材料以其出色的力学及化学等综合性能成为重要的轻量化替代材料之一。据测量,环氧树脂基碳纤维复合材料的比模量远在钢之上,且耐高温、耐摩擦、耐腐蚀,是一种理想的轻质材料。然而,与传统材料相比,碳纤维复合材料在使用上也有一定劣势。一方面,碳纤维复合材料在环境振动、噪声激励下容易产生较大幅度的振动及声辐射；另一方面,与传统单一均质材料相比,碳纤维复合材料具有各向异性性质,也给对其动力学性质的研究带来了极大的困难。为了探究碳纤维复合材料层合板的隔声特性,并获得提高其隔声能力的优化方法,本文分以下几个步骤进行了研究与讨论。首先,介绍了各向同性无限大薄板的隔声理论,以及纤维增强复合材料层合板的基本构造与力学性质,重点阐述了复合材料层合板的命名方式与弯曲刚度计算公式。在此基础上,建立了无限大复合材料层合板的传声损失模型,并通过实验与仿真,验证了模型的准确性。随后,在简要介绍板结构隔声频率特性的基础上,结合复合材料力学的知识,推导了四边简支反对称...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展及现状综述
        1.2.1 隔声理论发展概况
        1.2.2 复合材料声学特性研究现状简介
        1.2.3 层合板铺层角度优化设计发展概况
    1.3 本文主要研究内容
2 无限大纤维增强复合材料层合板传声损失模型的建立
    2.1 无限大薄板隔声特性研究
    2.2 纤维增强复合材料层合板基本构造与力学性能简介
        2.2.1 纤维增强复合材料板的基本构造形式
        2.2.2 层合板刚度的宏观力学分析
    2.3 无限大纤维增强复合材料层合板传声损失模型的建立
        2.3.1 无限大复合材料层合板弯曲波波数的求解
        2.3.2 无限大复合材料层合板传声损失模型
        2.3.3 实验测量及有限元模型的建立
        2.3.4 算例分析
    2.4 本章小结
3 刚度控制区内反对称碳纤维复合材料层合板隔声性能分析及优化
    3.1 板结构隔声性能频率特性简介
    3.2 刚度控制区内反对称碳纤维复合材料层合板隔声性能分析及优化
        3.2.1 四边简支反对称复合材料层合板一阶固有频率的求解及优化
        3.2.2 算例分析
    3.3 刚度控制区内碳纤维复合材料层合板与钢板及铝板隔声量比较
    3.4 本章小结
4 质量控制区内反对称碳纤维复合材料层合板隔声性能分析及优化
    4.1 模拟退火优化算法简介
    4.2 声辐射模态理论简介
    4.3 质量控制区内反对称碳纤维复合材料层合板隔声性能优化
        4.3.1 问题描述及数学建模
        4.3.2 模拟退火优化算法设计
        4.3.3 算例分析
    4.4 质量控制区内碳纤维复合材料层合板与钢板及铝板隔声量比较
    4.5 本章小结
5 车用碳纤维复合材料层合板有限元分析
    5.1 问题描述
    5.2 汽车噪声简介及频率特性分析
        5.2.1 汽车噪声形成机理介绍
        5.2.2 汽车噪声频率特性分析
    5.3 箱体模型有限元分析
        5.3.1 有限元模型的建立
        5.3.2 有限元仿真及分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位论文期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3870485