層合板結(jié)構(gòu)聲振特性及聲輻射最小化優(yōu)化分析.pdf

1、復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)因其比模量大，比強(qiáng)度高，抗疲勞性能好，可設(shè)計性和低噪聲性，被廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶汽車制造等工業(yè)領(lǐng)域。復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)在實際工程運(yùn)用中難免受到外界激勵產(chǎn)生受迫振動，并向周圍輻射聲，產(chǎn)生噪聲污染。而層合板結(jié)構(gòu)振動一般處于中低頻段，其聲輻射特性與自身結(jié)構(gòu)參數(shù)、激勵位置及激勵頻率有關(guān)。因此，研究層合板結(jié)構(gòu)在中低頻時的聲振特性，對噪聲控制具有重要意義和實際價值。本文將以復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)為對象，對其受迫振動及聲輻射性能展開

2、研究。
　　首先，對復(fù)合材料層合板的振動特性進(jìn)行理論推導(dǎo)。本文采用分層理論結(jié)合有限元的方法，計算層合板結(jié)構(gòu)的各階固有頻率、結(jié)構(gòu)振型以及在外激勵下的動態(tài)響應(yīng)。通過數(shù)值模擬與參考文獻(xiàn)中的解析解及其它理論計算結(jié)果進(jìn)行對比，驗證分層理論計算固有頻率的精確性。
　　其次，基于分層理論計算層合板結(jié)構(gòu)的聲輻射模態(tài)伴隨系數(shù)及輻射聲功率，并在單點(diǎn)及兩點(diǎn)激勵下分別對層合板的聲輻射特性進(jìn)行研究。分析了截斷模態(tài)數(shù)目、層合板的鋪設(shè)角度、激勵點(diǎn)位置、激

3、勵頻率對聲輻射模態(tài)系數(shù)幅值及輻射聲功率的影響。結(jié)果表明，層合板結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)角度、激勵位置及激勵頻率對層合板的聲振特性有不同程度上的影響。
　　最后，基于遺傳算法對層合板結(jié)構(gòu)聲輻射的最小化進(jìn)行優(yōu)化分析。在理論上，計算聲輻射模態(tài)伴隨系數(shù)需要整個板表面的振動速度信息，但在實際工程中難以實現(xiàn)且意義不大。由于聲輻射模態(tài)存在正交性，文中通過測量有限點(diǎn)的速度，利用最小二乘法來獲取前N階聲輻射模態(tài)伴隨系數(shù)近似值，進(jìn)而對聲輻射最小化進(jìn)行分析。并基于遺