基于三維彈性理論,對阻尼夾芯復合材料圓柱殼在簡諧點力作用下的振動聲輻射進行優(yōu)化研究。建立了以總質(zhì)量、基頻和模態(tài)阻尼為優(yōu)化目標的多目標函數(shù)優(yōu)化模型,對纖維層和芯層厚度分布和鋪層方式進行優(yōu)化設(shè)計;經(jīng)與其他文獻及"有限元+邊界元"法得到的結(jié)果對比,驗證了三維彈性理論的計算結(jié)果的有效性;分析了三明治夾芯圓柱殼的振動和聲輻射的影響因素,發(fā)現(xiàn)芯層中面線位置高于整殼中面線時有利于提高基頻,降低聲輻射功率;且隨著鋪層角的增加,固有頻率呈拋物線型變化趨勢,模態(tài)阻尼比則逐漸減小。經(jīng)優(yōu)化設(shè)計,聲功率一階共振頻率向高頻方向偏移20 Hz,最大聲功率降低11.66 dB,200 Hz以下的低頻段,聲功率峰值密度明顯降低。

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【部分圖文】：

圖3 30°/-30°/30°/-30°層合圓柱殼聲功率的

圖20°/90°/0°/90°/0°層合圓柱殼聲功率的

圖1 復合材料夾芯圓柱殼三維模型

采用準確度高的三維彈性理論建立復合材料夾芯圓柱殼的振動聲輻射理論模型。其結(jié)合了分層理論和狀態(tài)空間法,基本原理是:沿厚度方向?qū)んw分層若干薄層,如圖1所示。對各層建立三維狀態(tài)運動方程,假設(shè)各層緊密粘接,則可建立橫向位移和應力的遞推關(guān)系,由此可得圓柱殼內(nèi)外表面位移和應力的關(guān)系,根據(jù)相....

圖2 0°/90°/0°/90°/0°層合圓柱殼聲功率的

表1模態(tài)對比驗證Tab.1Comparisonofmodes0°/core/0°n有限元法文獻誤差/%本文方法誤差/%247.3747.19-0.3848.0211.37340.1739.25-2.2940.681.27固有頻率4....

圖4 主曲線圖

芯材采用聚氨酯吸聲橡膠材料,簡稱吸聲芯材,材料參數(shù)為:μ=0.45,密度ρ=1100kg/m3。通過DMA實驗和溫頻等效原理,獲得其動態(tài)主曲線圖,如圖4所示。該部分工作已在文獻[24]中體現(xiàn),詳細推導可參考此文獻。由于復合材料夾芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計參數(shù)較多,主要包括鋪層角、鋪層數(shù)目、....

本文編號：4015029