轻质弱辐射的阻尼夹芯复合材料圆柱壳的优化设计

发布时间：2024-12-07 07:27

　　 基于三维弹性理论,对阻尼夹芯复合材料圆柱壳在简谐点力作用下的振动声辐射进行优化研究。建立了以总质量、基频和模态阻尼为优化目标的多目标函数优化模型,对纤维层和芯层厚度分布和铺层方式进行优化设计;经与其他文献及"有限元+边界元"法得到的结果对比,验证了三维弹性理论的计算结果的有效性;分析了三明治夹芯圆柱壳的振动和声辐射的影响因素,发现芯层中面线位置高于整壳中面线时有利于提高基频,降低声辐射功率;且随着铺层角的增加,固有频率呈抛物线型变化趋势,模态阻尼比则逐渐减小。经优化设计,声功率一阶共振频率向高频方向偏移20 Hz,最大声功率降低11.66 dB,200 Hz以下的低频段,声功率峰值密度明显降低。

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【部分图文】：

图3 30°/-30°/30°/-30°层合圆柱壳声功率的

图20°/90°/0°/90°/0°层合圆柱壳声功率的

图1 复合材料夹芯圆柱壳三维模型

采用准确度高的三维弹性理论建立复合材料夹芯圆柱壳的振动声辐射理论模型。其结合了分层理论和状态空间法,基本原理是:沿厚度方向将壳体分层若干薄层,如图1所示。对各层建立三维状态运动方程,假设各层紧密粘接,则可建立横向位移和应力的递推关系,由此可得圆柱壳内外表面位移和应力的关系,根据相....

图2 0°/90°/0°/90°/0°层合圆柱壳声功率的

表1模态对比验证Tab.1Comparisonofmodes0°/core/0°n有限元法文献误差/%本文方法误差/%247.3747.19-0.3848.0211.37340.1739.25-2.2940.681.27固有频率4....

图4 主曲线图

芯材采用聚氨酯吸声橡胶材料,简称吸声芯材,材料参数为:μ=0.45,密度ρ=1100kg/m3。通过DMA实验和温频等效原理,获得其动态主曲线图,如图4所示。该部分工作已在文献[24]中体现,详细推导可参考此文献。由于复合材料夹芯结构的设计参数较多,主要包括铺层角、铺层数目、....

本文编号：4015029