弹性约束边界蜂窝夹芯板结构振动与声学特性研究

发布时间：2022-10-30 20:38

　　蜂窝夹芯板结构广泛应用于航空航天领域,其振动和噪声特性的研究长期受到人们的关注,但现有的研究主要限于几种简单的边界约束条件,比如简支、固支等。实际结构的约束条件往往不属于简单边界条件,而且约束边界条件是影响蜂窝夹层板结构振动、声辐射、传声特性等的重要因素,在结构振动与噪声控制中起着关键性的作用,因此通过研究弹性约束边界下蜂窝夹芯结构的振动和声学特性来系统分析约束边界的影响机理和规律具有重要的理论价值和工程意义。本文围绕弹性约束边界条件下蜂窝夹芯板结构的振动和声学特性开展了一系列理论建模以及数值模拟工作,具体内容如下:（1）首先,为了得到蜂窝夹芯结构振动和声学特性的理论模型,基于均匀化等效思路对蜂窝芯层进行简化处理。通过比较三种蜂窝夹层板等效理论:三明治夹芯板理论、蜂窝板理论和等效板理论,系统分析了蜂窝夹芯层的变形特点以及各理论与有限元分析的误差,为后文开展蜂窝夹芯结构的振动和声学分析奠定了基础。（2）基于二维改进傅立叶级数方法建立了弹性约束边界蜂窝夹芯结构自由振动理论模型。该理论模型可同时考虑面内、横向及扭转五个方向的变形,五个方向位移分量（两个面内位移,一个横向位移,两个扭转位移）都... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题研究与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 夹层板结构振动分析研究概况
        1.2.2 夹层板声辐射特性研究概况
        1.2.3 夹层板传声特性研究概况
    1.3 本文研究主要内容
第二章 蜂窝夹层板理论的等效弹性参数分析对比
    2.1 引言
    2.2 蜂窝夹芯板层芯等效弹性参数计算
        2.2.1 蜂窝层芯面内弹性模量的理论计算
        2.2.2 蜂窝层芯横向剪切模量的理论计算
        2.2.3 横向弹性模量与等效材料密度的理论计算
    2.3 蜂窝夹层板等效理论
        2.3.1 三明治夹芯板理论
        2.3.2 蜂窝板理论
        2.3.3 等效板理论
    2.4 等效模型对比计算算列
        2.4.1 等效模型材料参数的计算
        2.4.2 横向位移计算结果对比
        2.4.3 应力计算结果对比
        2.4.4 模态频率计算结果对比
    2.5 小结
第三章 弹性约束边界条件蜂窝夹芯板结构自由振动特性研究
    3.1 引言
    3.2 理论模型
        3.2.1 蜂窝夹芯板结构模型描述
        3.2.2 蜂窝夹芯板弹性约束边界条件
        3.2.3 蜂窝夹芯板结构振动位移傅立叶级数表示
        3.2.4 基于能量原理的瑞利—里茨法求解
    3.3 数值结果与分析
        3.3.1 经典边界条件
        3.3.2 弹性约束边界条件
    3.4 蜂窝夹芯板设计参数对固有频率的影响分析
        3.4.1 蜂窝夹芯板面层与层芯厚度比的影响
        3.4.2 蜂窝夹芯板层芯排布位置方式的影响
        3.4.3 蜂窝夹芯板拉伸、弯曲刚度耦合的影响
    3.5 小结
第四章 弹性约束边界蜂窝夹芯板结构受迫振动响应与声辐射特性
    4.1 引言
    4.2 理论推导
        4.2.1 弹性约束边界蜂窝夹芯板模型描述
        4.2.2 声波作用下蜂窝夹芯板振动能量描述及求解
        4.2.3 弹性约束边界蜂窝夹芯板声辐射模型
    4.3 数值结果与分析
        4.3.1 仿真验证
        4.3.2 弹性约束边界刚度的声辐射影响分析
    4.4 小结
第五章 蜂窝夹芯板结构传声性能分析
    5.1 引言
    5.2 基于Virtual.Lab Acoustics声学仿真计算
        5.2.1 模型的建立
        5.2.2 场点声功率及传声损失计算
    5.3 结构参数传声损失研究
        5.3.1 面板厚度对传声损失影响
        5.3.2 面板密度对传声损失影响
        5.3.3 层芯厚度对传声损失影响
        5.3.4 层芯壁厚对传声损失影响
        5.3.5 面板面内尺寸对传声损失影响
    5.4 边界条件对传声损失影响
        5.4.1 经典边界条件下传声损失影响
        5.4.2 弹性约束刚度对蜂窝板传声损失影响
    5.5 小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
在学校期间的研究成果及发表的学术论文
附录A
附录B


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Virtual.Lab Acoustics的蜂窝夹层板结构传声特性分析[J]. 范鑫,崔洪宇,洪明.  噪声与振动控制. 2017(04)
[2]基于高阶变形理论的夹层板的弯曲与振动[J]. 李明成,郝加琼,邓宗白.  固体力学学报. 2017(01)
[3]任意边界条件非局部弹性杆纵振特性分析[J]. 杜敬涛,许得水,吕朋,刘志刚.  振动工程学报. 2016(05)
[4]四边形蜂窝夹层板声学结构优化设计研究[J]. 朱成雷,王毅娜.  舰船电子工程. 2014(05)
[5]蜂窝层芯夹层板结构振动与传声特性研究[J]. 任树伟,辛锋先,卢天健.  力学学报. 2013(03)
[6]蜂窝夹层板封闭声腔的结构-声耦合特性分析[J]. 王盛春,邓兆祥,王攀,曹友强.  中国机械工程. 2012(22)
[7]实验测量声辐射模态[J]. 毛崎波,皮耶奇克S.  振动工程学报. 2012(03)
[8]蜂窝夹层板结构等效模型比较分析[J]. 张铁亮,丁运亮,金海波.  应用力学学报. 2011(03)
[9]轻质夹层材料的制备和振动声学性能[J]. 辛锋先,张钱城,卢天健.  力学进展. 2010(04)
[10]V-型皱褶夹芯板与隔声性能实验[J]. 王志瑾,徐庆华.  振动工程学报. 2006(01)



本文编号：3699442