密排圓形蜂窩夾層結構的隔吸聲設計研究.pdf

1、 南昌航空大學 南昌航空大學 碩 士 學 位 論 文 （學術學位研究生） 碩 士 研 究 生 碩 士 研 究 生 ： 李志寬 導 師 導 師 ： 吳錦武教授 申 請 學 位 級 別 申 請 學 位 級 別 ： 碩士 學 科 、 專 業(yè) 學 科 、 專 業(yè) ： 飛行器設計 所 在 單 位 所 在 單 位 ： 飛行器工程學院 答 辯 日 期 答 辯 日 期 ： 2018 年 06 月 授 予 學 位 單 位 授 予 學 位 單 位 ： 南昌

2、航空大學 學校代碼 學校代碼 10406 分 類 號 TB535 密 級 學 號 150608250103 密 排 圓 形 蜂 窩 夾 層 結 構 的 隔 吸 密 排 圓 形 蜂 窩 夾 層 結 構 的 隔 吸聲 設 計 研 究 聲 設 計 研 究 I 摘 要 蜂窩夾層結構憑借其質量輕且高強度比、 高剛度比、 耐沖擊等優(yōu)良力學性能，在航空航天、船舶、汽車、建材等領域得到廣泛應用。考慮到結構所處的工況環(huán)境經常伴隨著噪聲與振

3、動， 而過大的噪聲不但會引起相關人員的不適， 而且會影響結構設備的使用壽命。相比正六邊形蜂窩芯結構，圓形蜂窩具有芯材耗量少，強度比高，承載力更高，同時可避免多邊形孔角部的應力集中等優(yōu)點。本文針對密排圓形蜂窩夾層板結構的隔聲、 單面穿孔板的蜂窩夾層結構吸聲、 雙面穿孔板的蜂窩夾層結構吸聲展開了研究。 首先， 對密排圓形蜂窩夾層板結構的隔聲性能進行了分析。 本文采用三明治夾層板等效理論對圓形蜂窩夾芯層進行了力學參數等效計算， 基于等效力學參

4、數求解了夾層板結構隔聲量，并應用多場耦合有限元軟件 COMSOL 驗證了理論模型計算方法的準確性。 最后討論了蜂窩層芯半徑、 層芯壁厚以及材料對結構隔聲量的影響。結果表明：在四邊簡支邊界條件下，隨著圓形孔蜂窩層芯胞元半徑的增大，結構板隔聲性能下降，并且芯層壁厚的增大，蜂窩板隔聲量提高，結構隔聲波谷向低頻移動。此外，結構材料不同，結構隔聲量有差異，銅材和鋼材結構板比鋁材結構隔聲性能更好。 其次， 對單面微穿孔板的蜂窩夾層結構吸聲性能進行了

5、分析。 本文采用聲波傳遞理論求解了微穿孔板和圓形孔蜂窩夾層胞元相對聲阻抗， 應用聲電類比法求解了結構板吸聲系數，并分析了面板穿孔直徑、穿孔率、面板厚度、層芯半徑和芯層壁厚對圓形孔蜂窩結構板的吸聲性能影響。 結果表明： 相比蜂窩層芯胞元半徑的改變，穿孔板面板穿孔率、穿孔直徑、穿孔板厚、蜂窩芯壁厚的變化對結構板吸聲性能的影響更為顯著， 在工程應用中， 蜂窩層芯胞元半徑對吸聲性能的影響幾乎可以不考慮。并通過阻抗管試驗驗證了理論模型的有效性與可