加筋位置对铝型材板振动声辐射特性的影响分析

以高速列车的内部带三角形空腔的四边固支铝型材外地板为研究对象,采用有限元方法对其进行结构振动特性和声辐射特性研究。重点探究了结构在20 Hz~800 Hz的中低频区域内,不同加筋位置对板结构振动声辐射特性和隔声量的影响。研究结果表明:在中低频范围内,铝型材板加筋后,其辐射声压和声功率能得到很好的抑制效果,在下底板加筋时的抑制效果最为明显,其声学性能最;加筋对铝型材板结构隔声量的影响不明显。     

不同加筋双层板结构隔声特性研究

针对双层板结构隔声性能的分析,很少有对比不同加筋双层板和空腔双层板隔声性能差别的。本文首先分析了夹层为空腔的双层板隔声特性,通过理论、仿真和试验相结合的方法确定选用仿真分析方法的准确性,然后对夹层分别为波纹加筋板和正交加筋板的双层板结构进行隔声特性的分析。对波纹加筋双层板分析时,对比了“全耦合模型”、“声透明模型”和“无内部声腔模型”三种模型隔声曲线的区别。结果表明,三种模型计算的隔声曲线吻合很好,因而可以用“无内部声腔模型”计算。通过对比空腔、波纹加筋和正交加筋双层板的隔声曲线,发现内部加筋对双层板的隔声性能有很大的影响,因而研究了声桥对双层板隔声的影响。结果表明,声桥刚度越大,在频率低时,能抑制两板的共振,增加隔声量,而在频率高时,反而会降低板结构的隔声量。     

基于动态刚度阵法的加筋板间能量流研究

采用动态刚度阵法研究耦合加筋板间的能量传输关系.首先以带加筋的中厚矩形板为研究对泉,推导了加筋板的动态刚度阵,为动态刚度阵方法提供了一种新单元.板的运动微分方程由Mindlin厚板理论给出,同时还考虑了板平面内的振动.对于板上加强筋的处理,则通过Hamilton原理对板的运动方程作相应的修正,最终得到加筋板的运动微分方程.而方程的解析解直接用于单元刚度阵的推导,所得加筋板单元的动态刚度阵结合均方响应表达式印可计算出加筋板的平均振动能量.最后以L形耦合加筋板间为例,采用动态刚度阵法计算其在中高频区域内的振动能量比,并通过与统计能量分析方法和有限元方法的计算结果比较,验证了方法的可行性和高效性.     

不同加筋双层板结构隔声特性的理论、仿真及试验研究

针对双层板结构隔声性能的分析,很少有对比不同加筋双层板和空腔双层板隔声性能差别的。首先分析了夹层为空腔的双层板隔声特性。通过理论、仿真和试验相结合的方法确定选用仿真分析方法的准确性,然后对夹层分别为波纹加筋板和正交加筋板的双层板结构进行隔声特性的分析。对波纹加筋双层板分析时,对比了"全耦合模型"、"声透明模型"和"无内部声腔模型"三种模型隔声曲线的区别。结果表明,三种模型计算的隔声曲线吻合很好;因而可以用"无内部声腔模型"计算。通过对比空腔、波纹加筋和正交加筋双层板的隔声曲线,发现内部加筋对双层板的隔声性能有很大的影响;因而研究了声桥对双层板隔声的影响。结果表明,声桥刚度越大,在频率低时,能抑制两板的共振,增加隔声量;而在频率高时,反而会降低板结构的隔声量。     

加筋夹层板的几何非线性自由振动分析

本文应用能量法与谐波平衡原理求解加筋夹层板的几何非线性自由振动问题。对位移选用多模态近似解析解将连续体进行离散求解.计算了不同边界条件的算例,讨论了加筋(布局、数量、尺寸)对夹层板结果的影响。数值计算表明本文解法非常有效。     

矩形加筋板的有限元分析及程序

加筋板结构是船舶、飞行器的一种有效结构形式,它对提高结构强度与稳定性有着十分有利的作用,因此一直引起人们高度的重视.可是,过去对加筋板的理论分析和计算方法,主要是将加筋板简化为正交各向异性板或交叉梁系,再用解析法或数值法进行计算,不能同时分别计算出板、梁应力.本文用有限元法分析矩形加筋板,所编制的程序,一次能分别算出板和梁的内力、应力及挠度,同解析法的结果以及实验模型的实测数值相比,结果比较满意.     

大型水轮机中矩形加筋开孔板的弯曲问题

本文采用一般组合结构的加权残数法研究矩形加筋开孔板的弯 曲问题.首先,将矩形加筋开孔板分成若干个板块和梁段的组合,并分域选用板方程的齐解与三角函数来构成试函数;其次,利用协调条件进行边界配点和协调配点,再依据最小二乘法使问题得到圆满解决.     

一种简便的求解矩形加筋板的离散方法

本文提出了求解矩形加筋板的一种简便离散方法。该法首先是把加强筋转换成梁对板的作用载荷,并利用文克勒地基假定和文献[2]中的有效宽度公式来计算这种载荷强度;再利用板的微分方程建立加筋板的能量泛函,并由此离散成在小机上就能计算的有限元格式。计算结果表明,此法简便可靠,精度较高。     

非阻塞性颗粒阻尼加筋板振动功率流的研究

针对工程上常用的加筋板结构,推导出了加筋板振动方程,并用拉普拉斯变换法对方程进行了求解,从理论上分析了激励位置、肋骨和非阻塞性颗粒阻尼（NOPD）对板结构振动功率流的影响规律。理论分析和实验研究表明：NOPD能有效地抑制振动能量流的输入及峰值功率流,从而有利于降低板的噪声辐射;当肋骨数目一定时,激励位置靠近加筋板结构的边角、沿矩形板的长度方向加肋和选择比重较大的NOPD,均更有利于减少输入到结构中的能量流。研究结果为该类结构的结构优化设计和阻尼优化配置提供了重要的理论依据。     

受压加筋板极限承载能力研究

研究了面内单向受压的加筋板单元极限承载能力,考虑了弯扭耦合,加强筋截面变形,板的屈曲以及板和加筋之间的相互作用对加筋板极限承载能力的影响。计算结果表明算法具有较好的精度。     

微穿孔板简化仿真方法在双层微穿孔结构中的应用

为解决微穿孔板消声结构声学仿真计算过程中,微孔给有限元网格划分带来的困难,采用两种不同的简化方法模拟微穿孔板.其一将经典微穿孔板吸声结构理论与传递导纳法相结合,通过在穿孔板内外表面定义一组传递导纳系数表示微穿孔板;其二则计及板材料性能对吸声特性的影响,将微穿孔板转化为等价的多孔材料模型.分别运用这两种微穿孔板简化仿真方法对某高频双层串联微穿孔板消声器的传声损失进行仿真计算,并与阻抗管实验测试结果进行对比.结果表明,两种微穿孔板简化仿真方法均适用于双层微穿孔结构,且能准确有效地预测其声学性能.      

驻波管中介质板复透射系数的修正计算方法

为提高驻波管中复反射、复透射系数测试精度,基于驻波管中四传感器法,分析了透射管内透射反射波对测试精度的影响,推导出经修正的单层和多层介质板的复反射、复透射系数计算公式.通过对有机玻璃的测试,比较了透射管开口末端和吸声末端对测量结果的影响;通过对海绵与人造革复合结构的测试,比较了声波正、反向入射对复透射系数的影响.实验结果表明,修正公式能够提高驻波管中单层或多层介质板的复反射、复透射系数测试精度,降低对透射管末端吸声性能的要求.对多层均匀介质板,正、反两方向上的正入射复透射系数相同.     

多层板的隔声特性研究

应用转移矩阵的方法，就平面声波垂直入射的情况，对具有周期结构的无限大多层板的隔声特性进行了理论分析，并对结构不同的多层板的隔声特性进行了数值模拟．理论分析和数值模拟表明：与通常隔声用的单层或双层板相比，在保持面密度不变的条件下，采用多层板结构能够在某些频段使隔声性能有明显改善，尤其体现在中高频段，但低频隔声效果稍有减弱．另外，适当调节多层板的厚度和板间的距离，可以实现对不同频段的隔声效果有所侧重．采用分区域等厚度的多层板，即采用厚、薄板相结合的复合结构，可以兼顾低频隔声性能，同时提高多层板的中高频隔声效果．在隔声结构的总体面密度和板的空间分布保持不变的情况下，换用同类的不同隔声材料对隔声特性没有明显改变，但可以适当改变隔声结构的强度．在隔声结构的设计过程中，针对不同的噪声频谱，可以采用中介绍的方法来构造相应的多层板结构，达到特定的隔声要求．研究结果对轻薄隔声结构的设计具有一定指导意义．     

薄板扬声器的声辐射特性研究

引入扬声系统的音质评价标准,研究薄板扬声器相对于动圈式扬声器声辐射特性的优劣.建立了四边简支矩形薄板在单点激励下受迫振动的力学模型,根据有限元理论,利用Matlab将薄板划分为318个三角形单元模拟薄板的弯曲振动,利用Matlab对可听声频段内的50个点的声压级进行数值计算,得到频率响应特性,薄板扬声器的频率响应曲线比动圈扬声器平直,没有明显的辐射指向性,非线性失真和瞬态失真小,可实现双向同相位辐射,音质特性优于动圈扬声器.     

对多孔材料夹层板的隔声性能进行试验及仿真分析

为了提高夹层板的隔声性能,对多孔材料夹层板的隔声性能进行仿真分析。首先对空腔双层板的隔声性能进行研究,利用有限元软件COMSOL进行仿真计算得到空腔双层板的隔声曲线,并通过阻抗管的试验数据来验证仿真结果的准确性,在此基础上研究空腔填满多孔材料的双层板的隔声性能。通过等效流体模型来模拟多孔吸声材料,研究入射角度、多孔材料流阻、多孔材料分布位置等因素对夹层板结构的隔声性能的影响。结果表明:填充多孔材料的夹层板的隔声性能在中高频段得到明显的提高,随着多孔材料流阻增加,夹层板的隔声效果得到加强。     

统计能量分析综合参数的确定

从统计能量分析能量平衡方程式出发，建立了确定多耦合系统ＳＥＡ综合参数的理论及实验方法，此方法既解决了复杂工程结构参数确定难的问题，又能从ＳＥＡ综合参数中解得分立参数损耗因子和耦合损耗因子。为ＳＥＡ法的应用开辟了一条新途径。以加筋板为例，对上述方法进行了验证。     

UHPC矮肋桥面板抗弯性能研究

为研究UHPC矮肋桥面板的抗弯性能并验证其在多跨大跨连续梁中的适用性,以滨州黄河大桥为背景,提出两种UHPC矮肋板方案（平均板厚分别为16.4 cm和14.3 cm）.首先建立实桥有限元模型,得到实际荷载作用下桥面板UHPC应力和栓钉剪力.接着,进行足尺抗弯试验,获得矮肋板从加载至破坏的过程中裂缝萌生与发展特征、荷载-位移曲线和应变分布规律等.试验表明,底部钢板的设置可以有效限制UHPC裂缝的发展,在钢板屈服前裂缝宽度呈线性发展;两种方案开裂应力分别为16.8 MPa和15.6 MPa,经过实桥有限元计算得到两种桥面板方案的纵向受力安全系数分别为2.2和1.5;钢板屈服后主裂缝迅速出现,最终桥面板纵肋受拉裂缝快速发展,顶面出现受压裂缝,认为试件破坏;然后,考虑UHPC材料受拉贡献,结合UHPC规范对结构抗弯承载能力进行验算,结果表明,当采用截面非线性方法并使用材料实际性能参数时,可以预测UHPC矮肋板的极限弯矩,计算值和试验值的比值分别为0.95和1.01.最终,对结构关键设计参数进行分析,结果表明,UHPC抗拉强度对极限弯矩的影响较小,增加钢板厚度是提高其极限弯矩的有效途径,窄而高的纵向加劲肋具有更高的受力效率.     

柴油机缸盖罩隔声性能与透射噪声

以某柴油机缸盖罩为例,研究了柴油机薄壁件的隔声性能与透射噪声.采用结构-声耦合分析法对柴油机缸盖罩的隔声量进行了计算,并通过隔声性能试验验证了计算结果.设计了提取缸盖罩内部声场声压级的四负载法试验,并将结果施加到结构-声耦合计算模型中,计算了缸盖罩在发动机1,000,r/min、2,000,r/min和3,400,r/min全负荷工况下的透射噪声.研究发现,缸盖罩透射声功率主要分布在低频及隔声性能较差的高频范围;透射噪声在柴油机薄壁件辐射噪声中所占比重较大,对薄壁件辐射噪声进行预测和声学优化时,不能忽略透射噪声.     

动力吸振器用于抑制加肋薄板振动和声辐射的研究

本文以加肋薄板作为计算和实验的模型,从理论和实验上证明了动力吸振器对加肋薄板振动和声辐射抑制的有效性,给出了动力吸振器参数最优设计的图表。设计的悬臂梁吸振器具有较显著的抑振和降噪效果。最后对真实飞机壁板上安装动力吸振器进行了实验研究,得到了满意的降噪效果。     

微穿孔板吸声结构计算及其应用

微穿孔板吸声结构具有吸声系数高、吸收频带宽等优点，广泛应用于噪声控制的各个领域。根据马大猷的微穿孔吸声理论，总结了微穿孔板吸声结构的吸声原理，并用基于此理论的计算结果与在低频、中频驻波管中实验的结果进行对比，得到了比较满意的结果。采用微穿孔板吸声结构，进行汽车发动机隔声降噪模拟实验，结果表明，微穿孔板吸声结构具有良好的降噪功能。微穿孔板吸声结构的吸声性能的初步研究，为微穿孔板吸声结构在工程中的应用提供了依据。