層合板結構聲振特性及聲輻射最小化優(yōu)化分析.pdf

1、復合材料層合板結構因其比模量大，比強度高，抗疲勞性能好，可設計性和低噪聲性，被廣泛應用于航空航天、船舶汽車制造等工業(yè)領域。復合材料層合板結構在實際工程運用中難免受到外界激勵產生受迫振動，并向周圍輻射聲，產生噪聲污染。而層合板結構振動一般處于中低頻段，其聲輻射特性與自身結構參數(shù)、激勵位置及激勵頻率有關。因此，研究層合板結構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。本文將以復合材料層合板結構為對象，對其受迫振動及聲輻射性能展開

2、研究。
　　首先，對復合材料層合板的振動特性進行理論推導。本文采用分層理論結合有限元的方法，計算層合板結構的各階固有頻率、結構振型以及在外激勵下的動態(tài)響應。通過數(shù)值模擬與參考文獻中的解析解及其它理論計算結果進行對比，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構的聲輻射模態(tài)伴隨系數(shù)及輻射聲功率，并在單點及兩點激勵下分別對層合板的聲輻射特性進行研究。分析了截斷模態(tài)數(shù)目、層合板的鋪設角度、激勵點位置、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。結果表明，層合板結構的鋪設角度、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構聲輻射的最小化進行優(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，進而對聲輻射最小化進行分析。并基于遺