碳玻混杂纤维层合板的声振特性试验研究

发布时间：2021-09-22 08:27

　　以碳玻混杂纤维复合材料板为研究对象,开展了试验模型的模态、振动和水下辐射噪声试验测试。通过基于模态试验修正复合材料模型参数,验证了针对复合材料板模型进行数值计算的有效性。分析了分散度、纤维分布及混杂比等对碳玻混杂纤维板的声振特性的影响。数值结果表明,提高碳玻两种纤维的分散度能有效降低结构的振动和声辐射;以玻纤作为外层纤维,能有效降低振动和声辐射的值,但会增加噪声水平的共振峰数量;碳玻混杂比例对声振性能的影响成非线性变化,混杂比为1∶1时的共振峰最多。 

【文章来源】：中国造船. 2020,61(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

振动和声辐（a）振动测试

128中国造船学术论文（a）振动测试（b）声辐射测试图1振动和声辐射试验装置图3试验结果3.1自由振动试验获得的碳玻混杂纤维复合材料板的前3阶弯曲模态的固有频率和阻尼损耗因子，如表2所示。表2正交铺层碳玻混杂板前3阶固有频率和阻尼损耗因子类别第1阶第2阶第3阶固有频率/Hz31.63887.042168.549阻尼损耗因子/%0.6930.50.014通过试验和数值仿真得到的碳玻混杂复合材料板前三阶弯曲模态固有频率对比如表3所示。图2为碳玻混杂层合板前三阶弯曲模态对比。由表3对比结果可知，采用多层次参数修正方法获得的复合材料模型参数进行仿真，得到的固有频率与试验误差最大不超过3.9%，建立的复合材料有限元模型较为可靠。主要误差来源应为试验的边界条件是用柔性绳悬挂来模拟自由边界。表3正交铺层碳玻混杂层合板前3阶固有频率试验和仿真结果对比Mode铺层方式试验值/Hz仿真值/Hz误差/Hz1[0G/90C]5s31.63830.3983.92[0G/90C]5s87.04284.1103.53[0G/90C]5s168.549165.241.96（a）第1阶振型（b）第2阶振型（c）第3阶振型图2碳玻混杂层合板的前3阶弯曲模态对比试验仿真试验仿真试验仿真

128中国造船学术论文（a）振动测试（b）声辐射测试图1振动和声辐射试验装置图3试验结果3.1自由振动试验获得的碳玻混杂纤维复合材料板的前3阶弯曲模态的固有频率和阻尼损耗因子，如表2所示。表2正交铺层碳玻混杂板前3阶固有频率和阻尼损耗因子类别第1阶第2阶第3阶固有频率/Hz31.63887.042168.549阻尼损耗因子/%0.6930.50.014通过试验和数值仿真得到的碳玻混杂复合材料板前三阶弯曲模态固有频率对比如表3所示。图2为碳玻混杂层合板前三阶弯曲模态对比。由表3对比结果可知，采用多层次参数修正方法获得的复合材料模型参数进行仿真，得到的固有频率与试验误差最大不超过3.9%，建立的复合材料有限元模型较为可靠。主要误差来源应为试验的边界条件是用柔性绳悬挂来模拟自由边界。表3正交铺层碳玻混杂层合板前3阶固有频率试验和仿真结果对比Mode铺层方式试验值/Hz仿真值/Hz误差/Hz1[0G/90C]5s31.63830.3983.92[0G/90C]5s87.04284.1103.53[0G/90C]5s168.549165.241.96（a）第1阶振型（b）第2阶振型（c）第3阶振型图2碳玻混杂层合板的前3阶弯曲模态对比试验仿真试验仿真试验仿真

【参考文献】：
期刊论文
[1]湿热环境下复合材料层合板振动与声辐射特性分析[J]. 赵天,杨智春,田玮,陈兆林.  航空学报. 2017(10)
[2]基于三阶剪切形变理论的复合层合矩形板水下声辐射研究[J]. 胡昊灏,高岩.  船舶力学. 2016(05)
[3]玻璃纤维复合材料板隔声性能的研究[J]. 徐宁,徐颖,邹伟仁,王常力.  声学技术. 2013(05)



本文编号：3403453