基于結(jié)構(gòu)-聲學(xué)靈敏度的薄殼件輻射噪聲控制研究.pdf

1、噪聲是一類引起人煩躁、或音量過強(qiáng)而危害人體健康的聲音?，F(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，高速度、大功率的設(shè)備不斷增多，這些設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲逐漸引起人們的重視。當(dāng)噪聲達(dá)到一定的級(jí)別就形成了噪聲污染，噪聲污染己被認(rèn)定為四大環(huán)境污染之一。隨著人們物質(zhì)條件、生活水平的上升，對(duì)自身所處環(huán)境的要求也越來越高。人們對(duì)汽車產(chǎn)品的要求已經(jīng)不是簡單的功能性要求了，而是要更加安靜、舒適、有駕駛樂趣，這與汽車的振動(dòng)噪聲控制密切相關(guān)。如何降低噪聲已成為噪聲控制領(lǐng)域的重

2、要研究內(nèi)容。
　　 噪聲是由于物體振動(dòng)而產(chǎn)生的，對(duì)噪聲的控制大致可從兩個(gè)方面入手：一是從源頭上減小物體振動(dòng)，降低振動(dòng)能量；二是利用吸音、隔振材料將噪聲與人耳隔離。本文主要研究基于結(jié)構(gòu)－聲學(xué)靈敏度的薄殼構(gòu)件結(jié)構(gòu)－聲學(xué)優(yōu)化，從優(yōu)化設(shè)計(jì)角度減少薄殼構(gòu)件結(jié)構(gòu)振動(dòng)，控制薄殼構(gòu)件輻射噪聲。
　　 論文主要研究工作如下：
　　 (1)介紹了有限元法和邊界元法聯(lián)合求解結(jié)構(gòu)－聲學(xué)問題的基本理論；推導(dǎo)了結(jié)構(gòu)－速度靈敏度、速度－聲壓靈

3、敏度、速度－聲功率靈敏度計(jì)算公式，為后續(xù)解決工程問題提供了基本理論與分析方法。
　　 (2)用三維建模軟件UG抽取某微型車油底殼中面，得到油底殼的片體模型，并以iges格式導(dǎo)入Hypermesh軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分；用Nastran對(duì)殼體進(jìn)行模態(tài)分析與模態(tài)靈敏度計(jì)算，得到了結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)與模態(tài)靈敏度；在殼體上施加已知載荷，分析了其表面的振動(dòng)速度分布情況，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)表面速度分布不均勻，局部區(qū)域會(huì)振動(dòng)偏大，振動(dòng)速度大的區(qū)域必定會(huì)產(chǎn)生較大的

4、噪聲。
　　 (3)用Nastran計(jì)算了殼體的結(jié)構(gòu)－速度靈敏度；將Nastran輸出的結(jié)構(gòu)－速度靈敏度導(dǎo)入Sysnoise，再將殼體模型與結(jié)構(gòu)－速度靈敏度相關(guān)聯(lián)建立邊界元模型，進(jìn)行結(jié)構(gòu)－聲壓靈敏度、結(jié)構(gòu)－聲功率靈敏度分析，得到各個(gè)激振頻率下的聲學(xué)響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)模型在1000Hz、1500Hz、2000Hz處出現(xiàn)明顯的響應(yīng)峰值。
　　 (4)在結(jié)構(gòu)－聲學(xué)靈敏度分析的基礎(chǔ)上，利用Isight軟件集成Nastran、Sysnoi

5、se，對(duì)殼體模型進(jìn)行了優(yōu)化。分別研究了單點(diǎn)多頻率激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)－聲學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)、多頻率激勵(lì)下的輕量化設(shè)計(jì)、多頻率激勵(lì)下的多目標(biāo)優(yōu)化等問題，得到了不同的優(yōu)化結(jié)果；通過云圖對(duì)比，表明優(yōu)化后的模型具有更好的聲學(xué)性能。
　　 本文以國內(nèi)某微型車油底殼為實(shí)際研究對(duì)象，從其模態(tài)分析、模態(tài)靈敏度分析、發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)表面振動(dòng)特征分析、設(shè)計(jì)域點(diǎn)聲壓分析以及設(shè)計(jì)域點(diǎn)的結(jié)構(gòu)－聲學(xué)靈敏度分析等方面展開研究。建立了一套以降低設(shè)計(jì)域點(diǎn)聲壓級(jí)峰值為目的，修改