内置声阻尼的蜂窝夹层复合结构吸声性能分析

发布时间：2020-06-27 13:15

【摘要】：蜂窝夹层结构因具有质轻、比强度和比刚度大的独特优点,同时还具有抗失稳、耐疲劳老化、隔热、隔声、减振等特点而被广泛应用于航空领域,传统蜂窝夹层结构以六边形蜂窝为主,现用圆形蜂窝替代六边形蜂窝从而构成圆形蜂窝夹层结构,以其为研究对象,由于圆形蜂窝夹层结构的冲压实验研究较为广泛,而面内力学性能的研究相对较少,故本文首先以此为出发点,对比分析了六边形及圆形蜂窝结构的面内力学参数,然后进一步对圆形及六边形蜂窝夹层结构的吸声性能展开了深入研究。首先,对圆形及六边形蜂窝结构的面内力学参数进行了对比分析。本文采用等效原理对蜂窝结构进行等效分析,对面内等效弹性模量、等效抗压强度和等效屈服强度这三个主要参数进行对比,得出当蜂窝壁厚增加时六边形蜂窝结构的弹性模量和强度均小于密排圆形蜂窝结构,从而说明密排圆形蜂窝结构具有面内力学性能优势。其次,对圆形及六边形蜂窝夹层结构的吸声性能进行了分析。本文采用声波传递法求解了声波经过蜂窝夹层结构之后的入射波和透射波,进而求出入射声功率和透射声功率,最后得出吸声系数理论计算公式,分析得出蜂窝夹层结构的吸声效果不理想,从而反映了传统蜂窝夹层结构具有良好隔声性能,但吸声性能较差。为了提高蜂窝夹层结构的吸声性能,故将蜂窝夹层结构的上表面进行微穿孔以增大吸声效果,以及将声阻尼即微穿孔板内置于蜂窝芯中,运用声电类比法得出内置微穿孔板蜂窝夹层结构的吸声系数理论计算公式,并用comsol的仿真计算结果验证了理论计算的正确性。最后,对内置声阻尼的蜂窝夹层结构进行了分析验证。基于已经得到验证的内置微穿孔板蜂窝夹层结构吸声系数计算公式,进而分析结构参数对吸声系数的影响,结果表明,内置微穿孔板的穿孔直径较小时对吸声效果有明显提升。然后将另一种声阻尼即薄板内置于蜂窝芯中且使其形成一定的高度比时,蜂窝夹层结构的吸声频带得到拓宽,吸声系数有所增大,从而说明内置薄板也可提升蜂窝夹层结构的吸声效果,然后分析内置双层微穿孔板时,改变结构参数时对吸声系数的影响,最后对声阻尼类型进行对比分析,得出吸声效果较优的内置声阻尼蜂窝夹层复合结构。
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V214.6
【图文】：

南昌航空大学硕士学位论文 第 1 章 绪论第 1 章 绪论1.1 引言蜂窝夹层结构是一种由上下面板和中间蜂窝结构粘结而成的仿生优化设计结构，其最早是以开口铝蜂窝的形式于 20 世纪四五十年代在军机上应用，由于上下面板一般都选择轻质材料板且中间的蜂窝芯层为薄壁背腔结构，因而整体结构具有质轻、比强度和比刚度大的独特优点[1]，同时还具有抗失稳、耐疲劳老化、隔热、隔声、减振等优点，被广泛应用于航空航天、机械、交通等多个行业，尤其在航空领域得到广泛应用，其主要应用于飞机机翼、整流罩、机身等位置[2]，结构示意图如图 1-1 所示。

表 1-1 蜂窝夹层结构比强度及比刚度相对弯曲刚度/比值1 7 37相对弯曲强度/比值1 3.5 9.25密度/比值 1 1.03 1.06复合材料蜂窝夹层结构的上下面板材料有铝合金、钛合金等复合材料，根据复合材料中增强材料的几何形状，复合材料可以分为颗粒复合材料，层合复合材料，纤维增强复合材料[4]，其中纤维增强复合材料的纤维有玻璃纤维、硼纤维、碳纤维、芳纶纤维等，由于铝蜂窝和芳纶纸蜂窝具有压缩模量高和质量轻的优点，使其成为飞机结构上使用较为广泛的夹芯材料[5]。

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 徐颖;李珊;王常力;罗璐;侯宏;;不锈钢纤维多孔材料吸声性能的研究[J];西北工业大学学报;2015年03期

2 梁丽娟;龙海如;;经编间隔织物的吸声性能研究[J];东华大学学报(自然科学版);2011年05期

3 任恩扬;;丝棉吸声性能的理论研究[J];昆明工学院学报;1988年01期

4 刘延昌;粉末冶金多孔钛板的吸声性能的研究[J];稀有金属材料与工程;1989年05期

5 吕如榆;乔五之;孙义卫;;多孔共振复合砖吸声性能的分析[J];北京轻工业学院学报;1989年02期

6 王利群;杨士林;余赋生;王国勤;;聚氨酯泡沫塑料吸声性能的研究[J];聚氨酯工业;1989年03期

7 曹书豪;张力;段可;翁杰;金学松;;聚丙烯纤维及与聚氨酯复合材料吸声性能研究[J];武汉理工大学学报;2013年05期

8 王军锋;彭立民;傅峰;张耀丽;王东;;木纤维/聚酯纤维复合材料的制备工艺及其吸声性能[J];木材工业;2013年06期

9 汤慧萍;朱纪磊;王建永;葛渊;李程;邸小波;;不锈钢纤维多孔材料的吸声性能[J];中国有色金属学报;2007年12期

10 张永锋,马玲俊,崔昭霞;泡沫镍吸声性能的研究[J];噪声与振动控制;2001年02期

相关会议论文 前10条

1 陈卫华;陈天宁;王小鹏;薛昌意;;变参数温度场下多孔金属材料吸声性能的试验研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集（2011）上册[C];2011年

2 马黎黎;王仁乾;;含散射粒子的复合材料吸声性能研究[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年

3 马黎黎;王仁乾;;含散射粒子的复合材料低频吸声性能的研究[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年

4 杨雪;王源升;余红伟;;高分子材料吸声性能优化[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（上册）[C];2007年

5 王仁乾;马黎黎;;消声瓦的吸声材料和结构对吸声性能影响的评估[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年

6 钟海彬;包斌;谷颖宏;;基于局域共振机理的水声材料低频吸声性能分析[A];第十六届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2017年

7 王仁乾;马黎黎;;含微粒的复合材料低频吸声性能的研究[A];中国声学学会2006年全国声学学术会议论文集[C];2006年

8 翟彤;周成飞;郭建梅;曹巍;曾心苗;;聚氨酯泡沫材料的多层复合及其吸声性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（10）[C];2007年

9 王清华;李效东;刘宏宇;杨盛良;孟宪林;张海永;;聚氨酯涂层的水下吸声性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（10）[C];2007年

10 蔡泽农;盖晓玲;李贤徽;邢拓;王芳;;组织点飞数对机织物吸声性能影响研究[A];2018年全国声学大会论文集 I噪声与振动控制[C];2018年

相关重要报纸文章 前1条

1 ;矿棉装饰吸声板的吸声性能[N];广东建设报;2000年

相关博士学位论文 前10条

1 侯清泉;木质穿孔板结构的吸声性能及模拟仿真研究[D];东北林业大学;2012年

2 王永华;多级仿生耦合材料吸声性能及机理研究[D];吉林大学;2014年

3 林汪林;材料吸声性能的自由场测量方法研究[D];合肥工业大学;2017年

4 郭创奇;聚氨酯基复合材料的阻尼及水声吸声性能研究[D];上海交通大学;2007年

5 孙朋;钢渣多孔吸声材料的制备及吸声性能研究[D];北京科技大学;2016年

6 杨树;纤维集合体的结构特征及其吸声性能研究[D];东华大学;2011年

7 沈岳;活性炭纤维材料吸声特性研究[D];江南大学;2015年

8 周晓鸥;纺织用废橡胶基阻尼减振吸声复合材料的制备与研究[D];东华大学;2016年

9 王清华;高分子水声吸声材料的基础研究[D];国防科学技术大学;2009年

10 陈文炯;多孔吸声材料孔结构与阻尼材料布局优化设计[D];大连理工大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 杨振;基于压电效应的多层发泡复合材料的制备及吸声性能研究[D];武汉工程大学;2018年

2 田文昊;内置声阻尼的蜂窝夹层复合结构吸声性能分析[D];南昌航空大学;2019年

3 赵清白;聚氨酯链段化学结构对其弹性体的水声吸声性能的影响研究[D];哈尔滨工程大学;2019年

4 王磊超;助剂用量及料浆温度对异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫泡孔结构和吸声性能影响研究[D];哈尔滨工程大学;2018年

5 张腾;环保多孔陶粒的合成与吸声性能研究[D];广西科技大学;2018年

6 高冰;改性静电纺PVA纳米纤维毡吸声性能的探究[D];苏州大学;2017年

7 杨罡星;磁流变橡胶材料吸声性能数值模拟[D];湘潭大学;2017年

8 熊红莲;隔声薄膜褶皱复合结构吸声性能研究[D];上海交通大学;2011年

9 胡立晨;柔性针刺非织造材料及其与木质材料复合结构吸声性能研究[D];东华大学;2010年

10 李海斌;泡沫金属吸声性能的研究[D];华北电力大学（河北）;2009年

本文编号：2731863